Влияние ингибирования транспорта фотосинтетического транспорта in vivo на транскрипцию генов хлоропластов в Arabidopsis
Автор: Яковлева Т.В., Зубо Ю.О., Тарасенко В.И., Гарник Е.Ю., Борнер Т., Константинов Ю.М.
Журнал: Журнал стресс-физиологии и биохимии @jspb
Статья в выпуске: 1 т.12, 2016 года.
Бесплатный доступ
Транскрипция как ядерных, так и пластидных генов, кодирующих компоненты фотосинтетического аппарата, подвергается окислительно-восстановительной регуляции. Источником окислительно-восстановительных сигналов, опосредующих это регулирование, является сама транспортная цепь хлоропластов (ETC). На сегодняшний день эффекты окислительно-восстановительного состояния отдельных компонентов ETC на скорость транскрипции генов хлоропластов были продемонстрированы только для некоторых отобранных генов и только в изолированных хлоропластах. В настоящей работе ингибиторы ЕТЦ использовали для модуляции in vivo в окислительно-восстановительном состоянии пластохинонового пула, и для оценки скорости транскрипции генов пластин использовали метод транскрипции плагинов. Мы продемонстрировали, что окислительно-восстановительное состояние пластохинона оказывает влияние на скорость транскрипции широкого спектра генов хлоропластов Arabidopsis. Лечение DCMU (пластохиноновый пул окисляется) приводит к увеличению скорости транскрипции большинства изучаемых пластидных генов. Лечение DBMIB (пластохиноновый пул уменьшено) приводит к снижению скорости транскрипции пластидных генов. Одновременное лечение одним из ингибиторов фотосинтеза и KCN (ингибитор митохондриального дыхательного комплекса IV) приводит к снижению скорости транскрипции генов пластиды в большинстве случаев. Наши результаты показывают вероятное участие митохондрий в редокс-регуляции экспрессии генов пластид в Arabidopsis.
Короткий адрес: https://sciup.org/14323980
IDR: 14323980
Список литературы Влияние ингибирования транспорта фотосинтетического транспорта in vivo на транскрипцию генов хлоропластов в Arabidopsis
- Allen J.F. (1993) Control of gene expression by redox potential and requirement for chloroplast and mitochondrial genome. J. Theor. Biol., 165(4): 609-631
- Allen J.F., Pfannschmidt T. (2000) Balancing the two photosystems: photosynthetic electron transfer governs transcription of reaction centre genes in chloroplasts. Philos. Trans. R. Soc. Lond. Biol. Sci., 355(1402): 1351-1359
- Berry J.O., Yerramsetty P., Zielinski A.M., Mure C.M. (1999) Photosynthetic gene expression in higher plants. Photosynth. Res., 117(1-3): 91-120
- Chi W., Sun X., Zhang L. (2013) Intracellular signaling from plastid to nucleus. Annu. Rev. Plant Biol., 64: 10.1-10.24
- Efimova M.V., Kusnetsov V.V., Kravtsov A.K., Karnachuk R.A., Khripach V.A., Kuznetsov V.V. (2012) Regulation of the transcription of plastid genes in plants by brassinosteroids. Dokl. Bio. Sci., 445: 272-275
- Padmasree K., Raghavendra A.S. (1999) Prolongation of photosynthetic induction as a consequence with mitochondrial oxidative metabolism in mesophyll protoplasts of the pea (Pisum sativum L.). Plant Sci., 142: 29-36
- Padmasree K., Raghavendra A.S. (2001) Consequence of restricted mitochondrial oxidative metabolism on photosynthetic carbon assimilation in mesophyll protoplasts: decrease in light activation of four chloroplastic enzymes. Physiol. Plant., 112(4): 582-588
- Pfannschmidt T., Nilsson A., Allen J.F. (1999a) Photosynthetic control of chloroplast gene expression. Nature, 397: 625-628
- Pfannschmidt T., Nilsson A.,Tullberg A., Link G., Allen J.F. (1999b) Direct transcriptional control of the chloroplast genes psbA and psaAB adjusts photosynthesis to light energy distribution in plants. IUBMB Life, 48(3): 271-276
- Pfannschmidt T., Allen J.F., Oelmuller R. (2001) Principles of redox control in photosynthesis gene expression. Physiol. Plant., 112: 1-9
- Pfannschmidt T., Bräutigam K., Wagner R., Dietzel L., Schröter Y., Steiner S., Nykytenko A. (2009) Potential regulation of gene expression in photosynthetic cells by redox and energy state: approaches towards better understanding. Ann. Bot., 103: 599-607
- Sullivan J.A., Gray J.C. (1999) Plastid translation is required for the expression of nuclear photosynthesis genes in the dark and in roots of the pea lip1 mutant. Plant Cell, 11(5): 901-910
- Singh K.K., Shyam R., Sane P.V. (1996) Reactivation of photosynthesis in the photoinhibited green alga Chlamydomonas reinhardtii: role of dark respiration and of light. Photosynth. Res., 49(1): 11-20
- Tiller N., Bock R. (2014) The translational apparatus of plastids and its role in plant development. Mol. Plant., 7(7): 1105-1120
- Trebst A. (1980) Inhibitors in electron flow: tools for the functional and structural localization of carriers and energy conservation sites. Methods Enzymol., 69: 6750-6715
- Zubo Y.O., Kusnetsov V.V. (2008) Application of run-on transcription method for studying the regulation of plastid genome expression. Russ. J. Plant Physiol., 55: 107-114
- Zubo Y.O., Potapova T.V., Tarasenko V.I., Börner T., and Konstantinov Yu.M. (2014a) The rate of transcription in Arabidopsis chloroplasts depends on activity of alternative electron transfer pathway in mitochondria. Dokl. Biochem. Biophys., 455(1): 76-79
- Zubo, Y.O., Potapova, T.V., Yamburenko, M.V., Tarasenko, V.I., Konstantinov, Yu.M., and Börner, T. (2014b) Inhibition of the electron transport strongly affects transcription and transcript levels in Arabidopsis mitochondria. Mitochondrion, 19: 222-230
