Молекулярный механизм белка, регулирующего эндоредупликацию и рост клеток у Arabidopsis

Эндоредупликация — это альтернативная версия классического клеточного цикла, в ходе которой клетки реплицируют свою ядерную ДНК без последующего деления, тем самым увеличивая уровень плоидности. Этот процесс важен для нормального роста и развития растительных клеток, а также их реакции на биотические и абиотические стрессы.

Белок SNW/SKI-INTERACTING PROTEIN (SKIP) является компонентом сплайсосомы и транскрипционным ко-регулятором ключевых клеточных сигнальных молекул, участвуя в регуляции роста и развития растений. Однако его роль в контроле эндоредупликации ранее не была известна.

Совместная исследовательская группа под руководством профессора Ли Юньхая из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук и профессоров Сун Чуньпэн и Го Сии из Хэнаньского университета раскрыла молекулярный механизм, с помощью которого SKIP регулирует эндоредупликацию и рост клеток у Arabidopsis.

Ранее команда профессора Ли Юньхая показала, что UBIQUITIN-SPECIFIC PROTEASE 14 (UBP14), кодируемый геном DA3, взаимодействует с белком ULTRAVIOLET-B INSENSITIVE4 (UVI4), регулируя эндоредупликацию, а также рост клеток и органов у Arabidopsis. Была установлена регуляторная каскадная цепь UBP14/DA3–CDKB1;1–CDKG2/SUD6.

В данном исследовании учёные обнаружили новый супрессор мутации da3-1, названный sud3, который подавлял фенотип da3-1. Ген SUD3 кодирует белок SKIP. Сверхэкспрессия SKIP/SUD3 значительно повышает уровень плоидности, что указывает на его роль как позитивного регулятора эндоредупликации.

Было установлено, что белок SUD3 физически взаимодействует с DA3 и UVI4 in vitro и in vivo. Генетический анализ подтвердил, что SUD3 действует ниже по каскаду от DA3 и UVI4, контролируя эндоредупликацию и рост клеток.

Таким образом, эта работа раскрывает важный генетический и молекулярный механизм, посредством которого SKIP/SUD3 взаимодействует с UBP14/DA3 и UVI4, модулируя эндоредупликацию и рост клеток у Arabidopsis.

Исследование под названием "An SNW/SKI-INTERACTING PROTEIN influences endoreduplication and cell growth in Arabidopsis" было опубликовано в журнале Plant Physiology 5 сентября 2022 года.