Les poly(ADP-Ribose) polymérases 1 et 2 d'Arabidopsis thaliana modifient l'ADN en libérant des résidus terminaux de phosphate

Autor: Taipakova, Sabira, Kuanbay, Aigerim, Saint-Pierre, Christine, Gasparutto, Didier, Baiken, Yeldar, Groisman, Regina, Ishchenko, Alexander, Saparbaev, Murat, Bissenbaev, Amangeldy
Přispěvatelé: Laboratoire Epigenetique et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Réparation de l’ADN (CNRS UMR 8200), Stabilité Génétique et Oncogenèse (UMR 8200), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Gustave Roussy (IGR), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Al-Farabi Kazakh National University
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Frontiers in Cell and Developmental Biology
Frontiers in Cell and Developmental Biology, Frontiers media, In press, 8, ⟨10.3389/fcell.2020.606596⟩
ISSN: 2296-634X
DOI: 10.3389/fcell.2020.606596⟩
Popis: International audience; Germination is a process of seed sprouting that facilitates embryo growth. The breakdown of reserved starch in the endosperm into simple sugars is essential for seed germination and subsequent seedling growth. At the early stage of germination, gibberellic acid (GA) activates transcription factor GAMYB to promote de novo synthesis of isoforms of α‐amylase in the aleurone layer and scutellar epithelium of the embryo. Here, we demonstrate that wheat germination is regulated by plant target of rapamycin signaling. TOR is a central component of the essential-nutrient–dependent pathway controlling cell growth in all eukaryotes. It is known that rapamycin, a highly specific allosteric inhibitor of TOR, is effective in yeast and animal cells but ineffective in most of higher plants likely owing to structural differences in ubiquitous rapamycin receptor FKBP12. The action of rapamycin on wheat growth has not been studied. Our data show that rapamycin inhibits germination of wheat seeds and of their isolated embryos in a dose-dependent manner. The involvement of Triticum aestivum TOR (TaTOR) in wheat germination was consistent with the suppression of wheat embryo growth by specific inhibitors of the TOR kinase: pp242 or torin1. Rapamycin or torin1 interfered with GA function in germination because of a potent inhibitory effect on α-amylase and GAMYB gene expression. The TOR inhibitors selectively targeted the GA-dependent gene expression, whereas expression of the abscisic acid-dependent ABI5 gene was not affected by either rapamycin or torin1. To determine whether the TaTOR kinase activation takes place during wheat germination, we examined phosphorylation of a ribosomal protein, T. aestivum S6 kinase 1 (TaS6K1; a substrate of TOR). The phosphorylation of serine 467 (S467) in a hydrophobic motif on TaS6K1 was induced in a process of germination triggered by GA. Moreover, the germination-induced phosphorylation of TaS6K1 on S467 was dependent on TaTOR and was inhibited by rapamycin or torin1. Besides, a gibberellin biosynthesis inhibitor (paclobutrazol; PBZ) blocked not only α-amylase gene expression but also TaS6K1 phosphorylation in wheat embryos. Thus, a hormonal action of GA turns on the synthesis of α-amylase in wheat germination via activation of the TaTOR–S6K1 signaling pathway.; La germination est un processus de germination des graines qui facilite la croissance de l'embryon. La décomposition de l'amidon réservé dans l'endosperme en sucres simples est essentielle à la germination des graines et à la croissance ultérieure des semis. Au stade précoce de la germination, l'acide gibbérellique (AG) active le facteur de transcription GAMYB pour favoriser la synthèse de novo des isoformes de α-amylase dans la couche d'aleurone et l'épithélium scutellaire de l'embryon. Ici, nous démontrons que la germination du blé est régulée par la cible végétale de la signalisation de la rapamycine. Le TOR est un élément central de la voie dépendant des nutriments essentiels qui contrôle la croissance cellulaire chez tous les eucaryotes. On sait que la rapamycine, un inhibiteur allostérique hautement spécifique de TOR, est efficace dans les cellules de levure et les cellules animales, mais inefficace dans la plupart des plantes supérieures, probablement en raison de différences structurelles dans le récepteur omniprésent de la rapamycine FKBP12. L'action de la rapamycine sur la croissance du blé n'a pas été étudiée. Nos données montrent que la rapamycine inhibe la germination des graines de blé et de leurs embryons isolés de manière dose-dépendante. L'implication de la TOR de Triticum aestivum (TaTOR) dans la germination du blé était cohérente avec la suppression de la croissance des embryons de blé par des inhibiteurs spécifiques de la kinase TOR : pp242 ou torin1. La rapamycine ou torin1 a entravé la fonction de l'AG dans la germination en raison d'un puissant effet inhibiteur sur l'expression des gènes α-amylase et GAMYB. Les inhibiteurs de TOR ont ciblé sélectivement l'expression du gène GA-dépendant, alors que l'expression du gène ABI5 dépendant de l'acide abscissique n'a été affectée ni par la rapamycine ni par la torine1. Pour déterminer si l'activation de la kinase TaTOR a lieu pendant la germination du blé, nous avons examiné la phosphorylation d'une protéine ribosomique, la kinase 1 de T. aestivum S6 (TaS6K1 ; un substrat de TOR). La phosphorylation de la sérine 467 (S467) dans un motif hydrophobe sur TaS6K1 a été induite dans un processus de germination déclenché par l'AG. De plus, la phosphorylation de TaS6K1 induite par la germination sur S467 était dépendante de TaTOR et était inhibée par la rapamycine ou la torine1. En outre, un inhibiteur de la biosynthèse de la gibbérelline (paclobutrazol ; PBZ) a bloqué non seulement l'expression du gène α-amylase mais aussi la phosphorylation de TaS6K1 chez les embryons de blé. Ainsi, une action hormonale de l'AG active la synthèse de la α-amylase dans la germination du blé par l'activation de la voie de signalisation TaTOR-S6K1.Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite)
Databáze: OpenAIRE
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