The POCs - A new class of Cellulose Synthase interacting proteins in Arabidopsis
Final Report Abstract
Das Hauptziel des Projekts war die Entschlüsselung der Funktion einer Proteinfamilie, die CC Proteine, deren Funktion in der Zellwandbiosynthese bisher unbekannt war. Wir nutzten vielfältige Techniken der Zellwandbiologie, Genetik und molekularen Zellbiologie, um diese Frage zu beantworten. Die Hauptergebnisse der Studie waren: 1. Störungen in der CC Funktion führen zu reduzierter Salzstresstoleranz in Arabidopsis Keimlingen. - 2. CC1 und CC2 sind neue Komponenten des Zellulosesynthase-Komplexes. - 3. Die N-terminalen Teilstücke von CC1 und CC2 können mit Mikrotubuli sowohl in vitro als auch in vivo interagieren. - 4. Wir zeigen einen Mechanismus auf, der beschreibt wie CC Proteine Mikrotubuli nach Salzstress regenerieren können, was wiederum eine Weiterführung der Zellulose- Synthese ermöglicht. - 5. NMR Experimente zeigten, dass bis zu vier Regionen des CC1 N-Terminus mit Mikrotubuli interagieren können. - 6. Cross-linking und Massensprektroskopie unterstützen die Ergebnisse der NMR Experimente und deuten darauf hin, dass CC1 Proteine an das Interphase von Tubulin Dimeren binden können. - 7. Elektronenmikroskopie-Experimente deuten darauf hin, dass die CC Proteine das Bündeln von Mikrotubluli erhöhen und Mikrotubuli im Abstand von 12 nm aneinander binden. Wir glauben, dass unsere Ergebnisse einen Mechanismus aufzeigen, der beschreibt wie CC Proteine unter Salzstress funktionieren. Deshalb haben wir unser Verständnis über eine Proteinfamilie mit zuvor unbekannter Funktion (nur eine Domäne unbekannter Funktion war bekannt) nun dahingehend erweitert, dass wir Einblicke in deren molekularen Mechanismus haben. Wegen der weltweit zunehmenden Versalzung der Böden erwarten wir, dass die erlangten Ergebnisse für Nutzpflanzen interessant werden können. Tatsächlich untersuchen wir derzeit die Funktion der CC Homologe in Reis.
Publications
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(2015) A Mechanism for Sustained Cellulose Synthesis during Salt Stress. Cell. 162(6):1353-64
Endler A, Kesten C, Schneider R, Zhang Y, Ivakov A, Froehlich A, Funke N, Persson S
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(2016) Cellulose and callose synthesis and organization in focus, what's new? Curr Opin Plant Biol. 34:9-16
Schneider R, Hanak T, Persson S, Voigt CA
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(2016) The cellulose synthase companion proteins act non-redundantly with Cellulose Synthase Interacting1/Pom2 and Cellulose Synthase 6. Plant Signal Behav. 11(4):e1135281
Endler A, Schneider R, Kesten C, Lampugnani ER, Persson S
