velikost textu

Role of exocyst complex in growth and development of moss Physcomitrella patens

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Role of exocyst complex in growth and development of moss Physcomitrella patens
Název v češtině:
Role komplexu exocyst v růstu a vývoji mechu Physcomitrella patens
Typ:
Disertační práce
Autor:
Anamika Ashok Rawat, M.Sc., Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. Viktor Žárský, CSc.
Oponenti:
doc. RNDr. Pavla Binarová, CSc.
Mgr. Matyáš Fendrych
Konzultanti:
doc. RNDr. Fatima Cvrčková, Dr.
Mgr. Lucie Brejšková, Ph.D.
Mgr. Ivan Kulich, Ph.D.
Id práce:
105963
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
Program studia:
Anatomie a fyziologie rostlin (P1524)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
27. 9. 2017
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
komplex poutající váčky exocyst ; EXO70 ; SEC3 ; sekreční dráha ; exocytóza ; buněčná polarita ; vývoj mechu
Klíčová slova v angličtině:
vesicle tethering complex exocyst ; EXO70 ; SEC3 ; secretory pathway ; exocytosis ; cell polarity ; moss development
Abstrakt:
Abstrakt: První suchozemské rostliny získaly v průběhu svého vývoje rozsáhlá evoluční vylepšení platná i u dnešních moderních rostlin. Polární růst je pradávnou vlastností eukaryotických buněk a jednou z preadaptací, které pomohly rostlinám při úspěšné kolonizaci souše. Polární růst u rostlin určuje nejen směr expanze buněk, strukturní vlastnosti buněčné stěny, ale také orientaci buněčného dělení. Řízení polárního růstu se účastní různé faktory, včetně komplexu exocyst. Exocyst je evolučně konzervovaný poutací komplex, který se skládá z osmi podjednotek, a účastní se poutání (angl. tethering) sekretorických váčků k cílové membráně. Zásadní role komplexu exocyst v různých buněčných procesech u krytosemenných rostlin je v současnosti dobře dokumentována. V této práci prezentuji výsledky doktorandského projektu, který přispěl k fylogenetické analýze komplexu exocyst u suchozemských rostlin, a zejména k objasnění funkcí tří podjednotek exocystu, konkrétně EXO70 (isoforma PpEXO70.3d), SEC6 a SEC3 (isoformy PpSEC3A a PpSEC3B), u modelového mechu Physcomitrella patens. Několik knock-out (KO) mutantů tohoto mechu v různých podjednotkách exocystu (Ppexo70.3d, Ppsec6, Ppsec3a and Ppsec3b) vykazuje pleiotropní defekty, které jsou přímo či nepřímo propojeny s regulací buněčné polarity. Narušen je dlouživý růst a diferenciace buněk, cytokineze, tvorba kutikuly a odpověď na fytohormon auxin, což má za následek různě silné vývojové defekty od neschopnosti vytvářet gametoforů až po malé morfologické odchylky vedoucí k zakrnělému vzrůstu gametoforů. Důležité je, že tyto geny jsou nezbytné pro dokončení životního cyklu mechu, včetně pohlavního rozmnožování. Zatímco KO mutace PpSEC6 (podjednotka kódovaná jediným gene) je letální, KO mutanti podjednotek kódovaných více geny letální nejsou – mutant Ppexo70.3d (jeden z třinácti paralogů EXO70) je sterilní kvůli defektu při vývoji vaječné buňky a mutanti Ppsec3 (tři paralogy SEC3) vykazují dílčí poruchy ve vývoji sporofytu a spor. Výsledky uvedené v této práci ukazují, že funkce komplexu exocyst u mechu P. patens je konzervována v procesech buněčné morfogeneze, že exocyst hraje klíčovou roli v životním cyklu mechu, ale také naznačují funkční význam znásobení genů kódujících podjednotky exocystu u tohoto zástupce prvních suchozemských rostlin. Tato práce byla podpořena projekty EU Marie Curie Network (No. 238640 PLANTORIGINS), MŠMT (NPUI LO1417) a GAČR/CSF (15-14886S).
Abstract v angličtině:
Abstract: During the course of evolution the early land plants gained extensive innovations that can be seen in modern day plants. The polar growth is an ancient feature of eukaryotic cells and is one of preadaptations that helped plants in successful colonization of land. The polar growth in plants regulates not only the direction of cell expansion and structural properties of cell wall but especially also the orientation of cell division, and is governed by various factors, including the exocyst complex. The exocyst is a well conserved vesicle tethering multi-subunit complex involved in tethering of secretory vesicles to the target membrane. The essential role of the exocyst complex in regulation of various cellular processes in Angiosperms is now well documented. Here I present results of a doctoral project that contributed to phylogenetic analyses of the land plant exocyst complex and especially to uncovering functions of three moss exocyst subunits, namely EXO70 (isoform PpEXO70.3d), SEC6 and SEC3 (isoforms PpSEC3A and PpSEC3B) in the model organism Physcomitrella patens. Various knock-out (KO) mutants in several moss exocyst subunits (Ppexo70.3d, Ppsec6, Ppsec3a and Ppsec3b) show pleiotropic defects directly or indirectly linked to the cell polarity regulation. Cell elongation and differentiation, cytokinesis, cuticle formation, response to auxin (phytohormone) are impaired in these mutants, resulting in different strength of developmental deviations ranging from inability to develop gametophores to more subtle morphologic deviations linked to different degree of dwarfism in gametophores. Importantly, the exocyst genes are required for completion of the full moss life cycle including sexual reproduction. While a KO mutation in the single-copy subunit PpSEC6 results in lethality, KO mutants of multi-member subunit families are not lethal – Ppexo70.3d (one of thirteen EXO70 paralogs) is sterile due to defective egg cell development, and Ppsec3 mutants (three SEC3 paralogs) show partial defects in sporophytes and spore development. These results show that the exocyst complex function in cellular morphogenesis is not only conserved in moss P. patens, and that the exocyst has a crucial role in the moss life cycle, but they also indicate a functional importance of the multiplication of exocyst genes in this representative of basal land plants. This work was supported by EU Marie Curie Network (No. 238640 PLANTORIGINS), MSMT (NPUI LO1417) and GACR/CSF (15-14886S).
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Anamika Ashok Rawat, M.Sc., Ph.D. 24.1 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Anamika Ashok Rawat, M.Sc., Ph.D. 348 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Anamika Ashok Rawat, M.Sc., Ph.D. 343 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Anamika Ashok Rawat, M.Sc., Ph.D. 1 MB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Pavla Binarová, CSc. 159 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Matyáš Fendrych 76 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 528 kB