Egy növényi G2/M fázis specifikus promóter izolálása és jellemzése: Hogyan szabályozódik a Cdc2Ms F kináz?
Title in English
Isolation and Characterization of a G2/M Phase-Specific Plant Promoter: How is the Cdc2MsF kinase regulated?
Panel
Cellular and Developmental Biology
Department or equivalent
Institute of Plant Biology (HUN-REN Biological Research Centre Szeged)
Participants
Pettkó-Szandtner, Aladár
Starting date
2002-01-01
Closing date
2005-12-31
Funding (in million HUF)
7.520
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Csak a növények rendelkeznek sejtciklus-specifikusan, a G2/M fázisban expresszálódó ciklin függő kinázokkal (CDKB-k). Klónoztuk és funkcionálisan jellemeztük a lucerna CDKB2;1 kináz előtti kb. 360 bp hosszú upstream régiót. Bizonyítottuk, hogy ez a szakasz képes a riporter gének expresszióját az osztódó merisztematikus sejtekre korlátozni transzgén lucerna növényekben, és G2/M fázis specifikus expressziót biztosítani szinkronizált, lucerna transzgén növényekből generált sejtszuszpenzióban. Immunohisztokémiai festéssel igazoltuk, hogy transzgén növény gyökerében a riporter gének az endogén kináznak megfelelő mintázatban voltak jelen. Megállapítottuk, hogy az eddig szigorúan sejtciklus-specifikus szabályozásúnak hitt CDKB2;1 kináz a sebzés hatására is expresszálódik. Az etilén, amely egyik lehetséges sebzés-válasz mediátor, szintén bekapcsolta a promotert, de sem a jázminsav, sem a szalicilsav nem hatott a promoter szabályzására, amelyek még lehetséges szignálátvivői lehetnek a sebzésnek. A sebzés, és az etilén mellett az auxin indukció is hatott a CDKB2;1 kináz expressziójára. A sebzéssel indukált transzkripciós válasz gyorsabb volt az auxin indukált transzkripciónál, és sejtciklus- gátlószer jelenlétében csak a sebzés kapcsolta be a promotert. Továbbá, a promoter in silico analízisével mind a sejtciklus szabályozó elemeket, mind sebzés- indukciós faktorokat sikerült azonosítani a promoter szekvenciájában.
Results in English
Plants possess a unique class of CDKs (B-type CDKs) with preferential protein accumulation at G2/M-phases, however, their exact functions are still enigmatic. We describe the functional characterization of a 360 bp promoter region of the alfalfa CDKB2;1 gene in transgenic plants and cell lines. It is shown that the activity of the analysed promoter was characteristic for proliferating meristematic regions in planta and specific for cells in the G2/M-phases in synchronized cell cultures. Immunohistochemical analysis of transgenic root sections further confirmed the correlation of the expression of the CDKB2;1 promoter-linked reporter genes with the accumulation of the correspondent kinase. It was found that, in addition to auxin treatment, wounding could also induce both the reporter and endogenous genes in transgenic leaf explants. Furthermore, ethylene, known as a wound-response mediator, had a similar effect. The gene activation in response to wounding or ethephon was faster and occurred without the induction of cell cycle progression in contrast to the control auxin treatment. In silico analysis of this promoter, indeed, revealed the presence of a set of cis-elements indicating not only cell cycle- but wound- and ethylene-dependent regulation of this CDK gene. Based on the presented data, we discuss the functional significance of the complex regulation of mitosis-specific cyclin-dependent kinase genes in plants.
Otvos K, Pasternak TP, Miskolczi P, Domoki M, Dorjgotov D, Szucs A, Bottka S, Dudits D, Feher A.: Nitric oxide is required for, and promotes auxin-mediated activation of, cell division and embryogenic cell formation but does not influence cell cycle rogression in alfalfa cell cultures., Plant Journal, 2005
Miroslava K. Zhiponova, Aladár Pettkó-Szandtner, Éva Stelkovics, Zsuzsanna Neer, Sándor Bottka, Tibor Krenács, Dénes Dudits, Attila Fehér, and László Szilák: Mitosis-specific promoter of the alfalfa cyclin-dependent kinase gene (Medsa;CDKB2;1) is activated by wounding, and ethylene, in a non-cell division- dependent manner., Plant Physiology, 2006
