Forscher des John Innes Center und ihre Partner an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben einen molekularen Schalter identifiziert, der das unterschiedliche Wachstum von Zellen und die Form von Pflanzenorganen bestimmt. Phys.org-Portal.
Der Wachstumsregulator Auxin fördert das Zellwachstum durch ein Oberflächenprotein namens Transmembrankinase 1 (TMK1). Auf der Zelloberfläche moduliert dieses Protein Zellwandeigenschaften, die das Zellwachstum fördern. Aber TMK1 signalisiert auch den gegenteiligen wachstumshemmenden Effekt im Zellkern, wo es das Zellwachstum unterdrückt, indem es die Auxin-vermittelte Genexpression verringert.
Dr. Bengo Gu und Kollegen zeigten, wie TMK1 diese scheinbar gegensätzlichen Funktionen in verschiedenen Teilen der Zelle ausführt. Die Spaltung des TMK1-Proteins erfolgt auf der Zelloberfläche, ein Teil des gespaltenen Proteins wird in seinen Zellkern übertragen. Obwohl dieser Vorgang ziemlich häufig ist, war die Identifizierung der an der Spaltung beteiligten Proteine bisher schwierig.
Die beteiligten Proteine sind Mitglieder der DA1-Peptidase-Familie. Diese Enzyme bauen verschiedene Proteine ab, die an Wachstumsreaktionen beteiligt sind, und fördern das Wachstum von Pflanzenorganen.
Die Demonstration der TMK1-Spaltung der DA1-Familie zeigt, wie sie den Informationsfluss von der Zelloberfläche zum Zellkern modulieren und so die Zellgröße und das Organwachstum formen. Die Bestimmung dieser Prozesse leistet einen wichtigen Beitrag zum Verständnis von Pflanzenwachstumsprozessen.
Diese Arbeit beweist, dass Peptidasen der DA1-Familie die hormonelle Signaltransduktion beeinflussen, was auf einen gemeinsamen Mechanismus für die Signaltransduktion von der Plasmamembran zum Zellkern hinweist. Die Ergebnisse bieten möglicherweise eine Möglichkeit, die Keimung von Feldfrüchten zu verbessern.