Chromatin remodeling during temperature sensing in plants

Terezie Šlesingerová

Bachelor's thesis

Remodelace chromatinu při teplotním stresu rostlin

Abstract:

Evolučně konzervovaný komplex transkripčního koaktivátoru Spt–Ada–Gcn5 Acetyltransferáza (SAGA) v Arabidopsis thaliana je úzce zapojen do mnoha buněčných procesů pomocí posttranslačních modifikací histonů. GENERAL CONTROL NON-REPRESSIBLE PROTEIN 5 (GCN5), podjednotka komplexu, je histon SAGA acetyltransferáza a přímo ovlivňuje genovou expresi. Mutantní rostliny Arabidopsis postrádající GCN5 jsou citlivé na tepelný stres, ale molekulární mechanismy implikující GCN5 v tepelném stresu jsou v současnosti neznámé. Abychom získali přehled o molekulárních drahách, které jsou základem tepelné citlivosti gcn5, vyhodnotili jsme globální změny proteomu vyvolané tepelným stresem na pozadí gcn5. I když většina identifikovaných proteinů reagovala podobně u gcn5 i u ekotypu Col-0 některé z nich, jako CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC 11 (COP11), nebyly ovlivněny teplem v pozadí mutantní rostliny gcn5, ale u ekotypu Col-0 se drasticky snížily. Dále jsme provedli screening mu-tantů ovlivněných domnělými interaktory GCN5 pod tepelným stresem a identifikovali jsme, že nepřítomnost SAGA COMPLEX SUBUNIT 2A (SCS2A) a INHIBITOR OF GROWTH 1 (ING1) vede k citlivosti na teplo. Celkově vzato, naše výsledky připravují cestu k podrobnějšímu pochopení role GCN5 v reakcích na stres.

Abstract:

The evolutionary conserved transcriptional co-activator Spt–Ada–Gcn5 Acetyltransferase (SAGA) complex in Arabidopsis thaliana is tightly involved in numerous cellular processes by histone posttranslational modifications. The GENERAL CONTROL NON-REPRESSED PROTEIN 5 (GCN5), a SAGA subunit, is a histone acetyltransferase that impacts chromatin remodeling. Arabidopsis mutants lacking GCN5 are sensitive to heat stress, but the molecular mechanisms implicating GCN5 in heat stress are currently unknown. To get an insight into the molecular pathways underlying the heat sensitivity of gcn5, we assessed global proteome changes triggered by heat stress in the gcn5 background. Even though most of the identified proteins responded similarly both in gcn5 and wild type plants, some of them like CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC 11 (COP11) were unaffected by heat in the gcn5 mutant background but decreased drastically in the wild type. We further screened mutants affected in putative GCN5 interactors under heat stress and identified that lack of SAGA COMPLEX SUBUNIT 2A (SCS2A) and INHIBITOR OF GROWTH 1 (ING1) results in heat sensitivity. Taken together, our results pave the way for a more detailed understanding of the role of GCN5 in stress responses.

Keywords

abiotický stres, remodelace chromatinu, tepelný stres, GCN5, acetylace histonů

Keywords

abiotic stress, chromatin remodeling, heat stress, GCN5, histone acetylation

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 8. 6. 2022
• Supervisor: Pavel Kerchev, Ph.D.
• Reader: Michael Wrzaczek, externi

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme / field:
Agrobiology / Molecular biology and biotechnology