Úloha evolučně konzervovaného proteinu Mo25 v regulaci rostlinných CIPK kináz

Bc. Kristýna Tučková

Master's thesis

Role of evolutionary conserved Mo25 activator in regulation of plant CIPK kinases

Abstract:

Meióza je proces redukčního dělení buňky, kterým vznikají buňky s haploidním počtem chromozomů. Tento proces je velmi přísně řízeným dějem, jehož regulační mechanismy jsou prozkoumány mnohem méně než mechanismy uplatňující se při regulaci mitotického dělení buňky. Protein SMG7 hraje důležitou roli v regulaci meiotického dělení buňky, kde zajišťuje přechod buňky z anafáze do telofáze při druhém meiotickém dělení. Pokud gen smg7 nese mutaci ve své nekonzervované C-terminální doméně, dochází ke značné redukci fertility u rostliny Arabidopsis thaliana. Pomocí EMS mutageneze byla nalezena supresorová mutace v genu Mo25 (Mouse Protein-25). Protein MO25 je vysoce evolučně konzervovaný protein, který u živočichů a kvasinek funguje jako aktivátor kináz. Mechanismus jeho působení a jeho funkce v rostlinách doposud nejsou známy. Metodou dvouhybridního kvasinkového systému bylo zjištěno, že protein MO25 interaguje s fragmenty některých kináz z rodiny CIPK kináz (CBL- interacting protein kinase) u modelové rostliny Arabidopsis thaliana. Tyto kinázy vytváří signální dráhu reagující na molekuly vápníku a podílející se na odpovědi rostlin na abiotický stres. Cílem této diplomové práce byla identifikace interakcí mezi čtyřmi homologními proteiny MO25 a 26 CIPK v Arabidopsis thaliana a zmapování interakční domény CIPK kináz. Výsledky získané pomocí dvouhybridního kvasinkového systému prokázaly regulaci CIPK kináz proteinem MO25. Bylo identifikováno pět těchto kináz, které interagovaly s proteinem MO25. Následně byla zmapována interakční doména CIPK6 s MO25 proteinem.

Abstract:

Meiosis is a specialized type of cell division that reduces the chromosome number by half, creating four haploid cells. Regulatory pathways that define meiotic chromosome segregation are understood to a much lesser extent than the regulation of mitosis. The SMG7 protein plays an important role in the regulating of the cell´s meiotic division, providing a transition from anaphase to telophase during the second meiotic division. If the smg7 carries a mutation in its non-conserved C-terminal domain, it causes a significant reduction in fertility of Arabidopsis thaliana plants. Using the EMS mutagenesis, a suppression mutation within gene Mo25 (Mouse Protein-25) was found. The MO25 protein is a highly evolutionary conserved protein, which functions as a kinase activator in both animals and yeast. The mechanism of its effect and function in plants is yet unknown. By using the yeast two-hybrid system, it was found, that MO25 protein interacts with fragments of certain kinases from the CIPK (CBL – interacting protein kinase) kinase family in the Arabidopsis thaliana plant. These kinases participate in a signal pathway, that responds to calcium molecules and contributes to abiotic stress response. The aim of this diploma thesis was to identify the interactions between four homologous MO25 and 26 CIPK proteins of Arabidopsis thaliana and to map the interaction domain of CIPK kinases. Results acquired using the yeast two-hybrid system proved the regulation of CIPK by the MO25 protein. Five kinases which interact with MO25 protein were identified, and following, the interaction domain of CIPK6 with MO25 protein was mapped.

Keywords

MO25, CIPK, meióza, smg7, meiosis

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 18. 6. 2018
• Supervisor: Mgr. Karel Říha, Ph.D.
• Reader: Mgr. Aleš Pečinka, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Genomics and Proteomics