Osmotic Stress Activates Two Reactive Oxygen Species Pathways with Distinct Effects on Protein Nanodomains and Diffusion

Autor: Yvon Jaillais, Stéphane Mari, Jean-Bernard Fiche, Xavier Dumont, Marija Smokvarska, Alexandre Martinière, Christophe Maurel, Carine Alcon, Marcelo Nollmann, Kian Hématy
Přispěvatelé: Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP), Université de Montpellier (UM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Biochimie Structurale [Montpellier] (CBS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Reproduction et développement des plantes (RDP), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Baracco, Chantal, Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Plant Physiology
Plant Physiology, American Society of Plant Biologists, 2019, 179 (4), pp.1581-1593. ⟨10.1104/pp.18.01065⟩
Plant Physiology, 2019, 179 (4), pp.1581-1593. ⟨10.1104/pp.18.01065⟩
ISSN: 1532-2548
0032-0889
Popis: Physiological acclimation of plants to an everchanging environment is governed by complex combinatorial signaling networks that perceive and transduce various abiotic and biotic stimuli. Reactive oxygen species (ROS) serve as one of the second messengers in plant responses to hyperosmotic stress. The molecular bases of ROS production and the primary cellular processes that they target were investigated in the Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) root. Combined pharmacological and genetic approaches showed that the RESPIRATORY BURST OXIDASE HOMOLOG (RBOH) pathway and an additional pathway involving apoplastic ascorbate and iron can account for ROS production upon hyperosmotic stimulation. The two pathways determine synergistically the rate of membrane internalization, within minutes after activation. Live superresolution microscopy revealed at single-molecule scale how ROS control specific diffusion and nano-organization of membrane cargo proteins. In particular, ROS generated by RBOHs initiated clustering of the PLASMA MEMBRANE INTRINSIC PROTEIN2;1 aquaporin and its removal from the plasma membrane. This process is contributed to by clathrin-mediated endocytosis, with a positive role of RBOH-dependent ROS, specifically under hyperosmotic stress.
Databáze: OpenAIRE