Universität zu Köln

Mitogen-aktivierte Proteinkinase (MAPK) Kaskaden sind zentrale Signalkomponenten der Eukaryonten, die die intrazelluläre Signalübertragung in zahlreichen physiologischen Prozessen vermitteln. MAPK Kaskaden bestehen aus drei Kinasen, MAPKKKs, MAPKKs und MAPKs, deren Aktivität durch Phosphorylierung reguliert wird. Die Arabidopsis thaliana MAPK AtMPK3 und AtMPK6 verändern die Funktion von Substraten durch Phosphorylierung und sind positive Regulatoren der Immunantwort. Die Substrate von AtMPK3- und AtMPK6 sind jedoch nicht vollständig bekannt, insbesondere für Transkriptionsfaktoren (TFs), die die Reprogrammierung der Immuntranskription steuern. Es ist bekannt, dass nur einige TFs (z. B. AtWRKY33, AtVIP1, AtERF6, AtERF104 und AtMYB44) Phosphorylierungsziele von AtMPK3/6 während der pflanzlichen Immunantwort sind. In dieser Arbeit identifizierte ich 12 neue TF-Interaktoren von AtMPK3 und/oder AtMPK6 durch den Yeast-Two-Hybrid (Y2H) -Screen einer Bibliothek, die aus ∼1500 Arabidopsis-TFs bestand. Darüber hinaus stellte ich fest, dass AtMPK3/6 bei Fusion mit einem DNA-bindenden Protein die Transkription von Reportergenen in Hefe aktivierte, und dass die C-terminale Region von AtMPK3/6 für diese Aktivierung notwendig und ausreichend war. Bemerkenswerterweise blieb diese neuartige MAPK-Funktion in zwei transienten Expressionssystemen von Arabidopsis erhalten. Diese, durch den MAPK C-terminus vermittelte Transkriptionsaktivierung war sequenzspezifisch. In Übereinstimmung mit den hohen Aminosäuresequenzkonservierung zwischen den MAPK C-termini von Arabidopsis thaliana, dem früh divergierten Bryophyten Marchantia polymorpha, Säugetieren und Hefe wiesen diese C-termini ebenfalls die Fähigkeit zur Transkriptionsaktivierung auf. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass MAPK die Transkription über die evolutionär konservierten MAPK C-terminalen Domänen aktivieren können, wenn sie sich in der Nähe von DNA befinden. Zusammenfassend erweitert diese Studie das Wissen über das MAPK Signaltransduktionsnetzwerk während der Immunantwort, indem 12 TF Interaktoren von AtMPK3 and AtMPK6 identifiziert werden und eine neue Kinase-unabhängige MAPK Funktion entschlüsselt wird, welche möglicherweise innerhalb der Eukaryoten konserviert ist.

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