ANDREJA ŠKILJAICA - OBRANA DOKTORSKOG RADA

Naslov:

The role of MATH-BTB family proteins TaMAB2 and AtBPM1 in plant development and stress response

(Uloga proteina TaMAB2 i AtBPM1 iz porodice MATH-BTB u biljnom razvoju i odgovoru na stres)

Ponedjeljak, 11. srpanj 2022. godine u 13,00 sati

u Seminaru ZMB-a Biološkog odsjeka PMF-a, Horvatovac 102a, Zagreb

Povjerenstvo za obranu:

doc. Dr. Sc. Nenad Malenica, PMF, Zagreb

doc. Dr. Sc. Marin Ježić, PMF, Zagreb

dr. sc. Pascal Genschik, znanstveni savjetnik, University of Strassbourg, Francuska

Zamjena: dr. sc. Branka Salopek-Sondi, znanstvena savjetnica u trajnom zvanju, Institut Ruđer Bošković, Zagreb

Mentorica: izv. prof. dr. sc. Nataša Bauer, PMF, Zagreb

Sažetak:

Proteini MATH-BTB djeluju kao adaptori ligaza E3 baziranih na kulinu 3, čime potiču ubikvitinaciju i proteasomalnu degradaciju ciljnih proteina. U ovom radu, provedena je filogenetička analiza proteina MATH-BTB pšenice Triticum aestivum (TaMAB) i uročnjaka Arabidopsis thaliana (AtBPM). U bazi EnsemblPlants pronađeno je 46 gena TaMAB. Većina proteina TaMAB grupirala je u proširenu skupinu proteina MATH-BTB specifičnu za trave. Proteini AtBPM karakteristično su grupirali u manju, osnovnu skupinu. Proteini TaMAB2 pšenice i AtBPM1 uročnjaka detaljnije su proučavani. Prekomjerna ekspresija proteina TaMAB2 u uročnjaku utjecala je na duljinu epidermalnih stanica, ukazujući na moguću ulogu u regulaciji funkcije citoskeleta. TaMAB2 je kolokalizirao s ubikvitinom, ukazujući na ulogu u kompleksu ligaza E3 ovisnih o kulinu 3. Radi proučavanja učinka okolišnih uvjeta na gene AtBPM i protein AtBPM1, biljke uročnjaka divljeg tipa te s prekomjernom ekspresijom proteina AtBPM1 izložene su osmotskom i solnom stresu, različitim količinama svjetlosti i povišenoj temperaturi. Daljnje analize ukazale su na promjene u ekspresiji gena AtBPM i proteina AtBPM1 na transkripcijskoj, post-transkripcijskoj i post-translacijskoj razini u različitim eksperimentalnim uvjetima, ukazujući na složenu regulaciju ovisnu o okolišnim čimbenicima.

Ključne riječi: Arabidopsis, suša, toplotni stres, MATH-BTB, stabilnost proteina, pšenica

MATH-BTB proteins are substrate-specific adaptors of CUL3-based E3 ligases, promoting ubiquitination and proteasomal degradation of target proteins. In this work, MATH-BTB proteins of wheat Triticum aestivum (TaMAB) and Arabidopsis thaliana (AtBPM) were phylogenetically analyzed. Forty-six putative TaMAB genes were retrieved from EnsemblPlants database. The majority of TaMAB proteins clustered in the grasses-specific expanded clade of MATH-BTB proteins. AtBPM proteins characteristically clustered in the smaller core clade. Two members, wheat TaMAB2 and Arabidopsis AtBPM1, were functionally analyzed. Overexpression of TaMAB2 in Arabidopsis affected epidermal cell length, indicating involvement in cytoskeletal regulation. TaMAB2 colocalized with ubiquitin, indicating possible involvement in the Cul3-E3 ligase complex. To assess whether environmental conditions affect AtBPM genes and AtBPM1 protein, Arabidopsis wild type plants and transgenic plants overexpressing AtBPM1 were exposed to osmotic and salt stress, different levels of light exposure and elevated temperature. Downstream analyses revealed perturbations of AtBPM genes and AtBPM1 protein on a transcriptional, post-transcriptional and post-translational level in different experimental conditions, indicating complex environment-dependent regulation.

Keywords: Arabidopsis, drought, heat stress, MATH-BTB, protein stability, wheat