Növényi cirkadián óra-komponensek azonosítása és funkcionális jellemzése
Angol cím
Identification and functional characterization of components of the plant circadian clock
zsűri
Genetika, Genomika, Bioinformatika és Rendszerbiológia
Kutatóhely
Növénybiológiai Intézet (HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont)
résztvevők
Fehér Balázs Gyula Péter
projekt kezdete
2004-01-01
projekt vége
2006-12-31
aktuális összeg (MFt)
3.242
FTE (kutatóév egyenérték)
0.00
állapot
lezárult projekt
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
A cirkadián óra egy olyan genetikai alapokon nyugvó mechanizmus, amely képes kb. 24 órás periódushosszú oszcillációk létrehozására és ennek révén különböző életfolyamatok ritmikus szabályozására. Annak érdekében, hogy növényi óra újabb komponenseit fedezzük fel egy genetikai szűrés során cirkadián óra mutánsokat azonosítottunk Arabidopsisban.
Genetikai térképezés majd az azt követő összehasonlító szekvenálás révén kimutattuk, hogy a mutánsok több, mint fele már ismert óragének új alléljeit reprezentálja. E mutánsok jellemzésével fontos új adatokhoz jutottunk több órafehérje funkcióját illetően.
További 3 mutáció pozícióját mintegy 55-75 kbp kiterjedésű szakaszokra szűkítettük, amelyek szekvenálása folyamatban van. Mivel ezek a kromoszóma szakaszok nem tartalmaznak ismert óragént, a mutációk az óra új komponenseit érintik.
A projekt legjelentősebb eredménye a lip1 (light insensitive period 1) mutáns azonosítása és jellemzése. Vad típusú növényekben az oszcillátor periódushossza függ a megvilágító fény intenzitásától: minél erősebb a fény, annál rövidebb a perióduszhossz. Kimutattuk, hogy a LIP1 fehérje alapvetően szükséges ehhez a szabályozáshoz, mivel hiányában a periódushossz minden fényviszony mellett azonos. Megállapítottuk, hogy a LIP1 gén egy funkcionális kis GTP-kötő fehérjét kódol, amely közvetett módon pozitívan szabályozza a GIGANTEA óragén transzkripcióját és feltehetően e kapcsolat révén hat az oszcillátor működésére.
kutatási eredmények (angolul)
Circadian clocks are genetic circuits capable of producing oscillations with ~ 24h period length and rhythmically regulating different biological processes. To learn more about the oscillatory mechanism of the plant circadian clock, we performed a genetic screen in Arabidopsis and identified several circadian mutants.
Genetic mapping followed by comparative sequencing demonstrated that more than half of the mutants represent novel mutant alleles of known clock genes. Analysis of these new mutants provided valuable and novel data on the complex function of several clock proteins.
Position of 3 additional mutations was delimited to 55-75 kbp regions, which are being sequenced. As these regions do not contain any known clock genes, the mutations must affect novel components of the clock.
The most significant outcome of the project is the identification and characterisation of the lip1 (light insensitive period 1). In plants, there is an inverse relationship between the circadian period length and the intensity of the light: the period shortens with increasing light levels. LIP1 protein plays an essential role in this regulation, as the period length in lip1 is independent of light intensity. We isolated the LIP1 gene and demonstrated that it encodes a functional small GTP-binding protein. We showed that LIP1 positively regulates the transcription of the clock gene GIGANTEA that could be the mechanism by which LIP1 affects the function of the plant clock.
Viczian A, Kircher S, Fejes E, Millar AJ, Schafer E, Kozma-Bognar L, Nagy F: Functional characterisation of phytochrome interacting factor 3 for the Arabidopsis thaliana circadian clockwork, Plant Cell Physiol. 2005 Oct;46(10):1591-602., 2005
Bancos S, Szatmari AM, Castle J, Kozma-Bognar L, Shibata K, Yokota T, Bishop GJ, Nagy F, Szekeres M: Diurnal regulation of the brassinosteroid-biosynthetic CPD gene in Arabidopsis, Plant Physiology 2006 141(1):299-309, 2006
Kevei E, Gyula P, Hall A, Kozma-Bognar L, Kim WY, Eriksson ME, Toth R, Hanano S, Feher B, Southern MM, Bastow RM, Viczian A, Hibberd V, Davis SJ, Somers DE, Nagy F, Millar AJ: Forward genetic analysis of the circadian clock separates the multiple functions of ZEITLUPE, Plant Physiology 2006 140(3):933-45, 2006
