A RhoGDP dissociation inhibitor spatially regulates growth in root hair cells

0030550 - ÚEB 2006 RIV GB eng J - Článek v odborném periodiku
Carol, R.J. - Takeda, S. - Linstead, P. - Durrant, M.C. - Toupalová, Hana - Derbyshire, P. - Drea, S. - Žárský, Viktor - Dolan, L.
A RhoGDP dissociation inhibitor spatially regulates growth in root hair cells.
[RhoGDP disociační inhibitor prostorově reguluje růst kořenového vlášení.]
Nature. Roč. 438, č. 7070 (2005), s. 1013-1016. ISSN 0028-0836. E-ISSN 1476-4687
Grant CEP: GA ČR GA204/02/1461
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z50380511
Klíčová slova: NADPH OXIDASE * MEDICAGO-TRUNCATULA * TIP GROWTH
Kód oboru RIV: EB - Genetika a molekulární biologie
Impakt faktor: 29.273, rok: 2005

Root hairs are cellular protuberances extending from the root surface into the soil; there they provide access to immobile inorganic ions such as phosphate, which are essential for growth(1). Their cylindrical shape results from a polarized mechanism of cell expansion called tip growth in which elongation is restricted to a small area at the surface of the hair-forming cell (trichoblast) tip(2-4). Here we identify proteins that spatially control the sites at which cell growth occurs by isolating Arabidopsis mutants (scn1) that develop ectopic sites of growth on trichoblasts. We cloned SCN1 and showed that SCN1 is a RhoGTPase GDP dissociation inhibitor ( RhoGDI) that spatially restricts the sites of growth to a single point on the trichoblast. We showed previously that localized production of reactive oxygen species by RHD2/AtrbohC NADPH oxidase is required for hair growth(5); here we show that SCN1/AtrhoGDI1 is a component of the mechanism that focuses RHD2/AtrbohC-catalysed production of reactive oxygen species to hair tips during wild-type development. We propose that the spatial organization of growth in plant cells requires the local RhoGDI-regulated activation of the RHD2/AtrbohC NADPH oxidase.

Kořenové vlášení jsou buněčné výrůstky rhizodermis do půdy, které usnadňují přístup kořenů k anorganickým iontům (např. fosfátům), které jsou nezbytné pro růst. Jejich trubicovitý tvar je výsledkem polarizovaného mechanismu buněčné expanze, při kterém je buněčný růst omezen na malou oblast povrchu rostoucího trichoblastu. Identifikovali jsme bílkoviny, které řídí lokalizaci míst buněčného růstu studiem mutantů scn1, které tvoří nadbytečné počátky růstu na jediném trichoblastu. Klonovali jsme SCN1 a ukázali, že kóduje RhoGDP disociační inhibitor (RhoGDI), který omezuje oblasti růstu do jediného místa trichoblastu. Již dříve jsme ukázali, že reaktivní formy kyslíku produkované RHD2/AtrbohC NADPH oxidázou jsou nutné pro růst kořenového vlášení; zde pak ukazujeme, že SCN1/AtRhoGDI je součástí mechanismu, který koncentruje produkci reaktivních forem kyslíku produkovaných RHD2/AtrbohC NADPH oxidázou na špičky kořenových vlásků u WT. Naše výsledky ukazují, že prostorová organizace růstu rostlinných buněk vyžaduje lokalizovanou aktivaci RHD2/AtrbohC NADPH oxidázy prostřednictvím AtRhoGDI.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0120283