Universität zu Köln

Sutipatanasomboon, Arpaporn (2015). Functional analysis of Arabidopsis thaliana lesion mimic mutant cfs1 in ESCRT complex-related protein trafficking. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

The Endosomal Sorting Complex Required for Transport (ESCRT)-complex is composed of four complexes, ESCRT-0-III. They sequentially act on a late endosome to sort mono-ubiquitinated transmembrane proteins into the intralumenal vesicle, forming of a multivesicular body(MVB) that is delivered to vacuole for degradation. In Arabidopsis thaliana, the loss of an ESCRT-I component, elch displays a cytokinesis defect; while a dominant negative expression of an ESCRT-III component results in cell death due to vacuolar loss. In this work, the function of a plant-specific ELCH-interactor, CELL DEATH RELATED FYVE/SYLF DOMAIN CONTAINING 1 (CFS1) and its influences on the ESCRT-complex function are investigated. CFS1 is a phosphatidylinositol-3-phosphate- and actin-binding protein. The cfs1 mutants mimic lesions in the first eldest leaf that propagate to the next eldest one. Genetic analyses have demonstrated that cell death in cfs1 does not require a functional ESCRT-I component; nevertheless, the loss of CFS1 alleviates elchcytokinesis defect, suggesting its influence on the ESCRT-I function. Further analyses reveal that cfs1 accumulates autophagosomes throughout its lifespan due to a decrease in autophagosome degradation, suggesting that as the plant ages, the cumulated autophagosomes falsely trigger effectors-triggered immunity that executes cell death in cfs1. As the ESCRT-complex has been demonstrated to be involved in the delivery of autophagosomes to vacuole and CFS1 homolog, CFS2 reportedly interacts with ATG8, it can be postulated from the results of this work that CFS1 alone or together with CFS2 function in sequestering mature autophagosomes onto MVBs. At the MVBs, the ESCRT-complex then mediates the fusion of autophagosome and MVB for subsequent delivery to vacuole.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Die Endosomal Sorting Complex Required for Transport (ESCRT) - Maschinerie besteht aus vier Komplexen, ESCRT 0-III. Diese sortieren am sp¨aten Endosomen mono-ubiquitinierte Proteine in intraluminale Vesikel, was zur Bildung eines Multivesikulären Körpers (MVB) führt. Der MVB wird zur Vakuole transportiert, wo sein Inhalt degradiert wird. In Arabidopsis thaliana führt der Verlust der ESCRT-I-Komponente ELCH zu Cytokinese-Defekten; während die Expression einer dominant-negativen Form der ESCRT-III-Komponente SKD1 zum Verlustes der Vakuole und nachfolgend zum Zelltod führt. In dieser Arbeit wird die Funktion des pflanzenspezifischen ELCH-Interaktors CELL DEATH RELATED FYVE/SYLF DOMAIN CONTAINING 1 (CFS1) und seinen Einfluss auf die ESCRT-Maschinerie analysiert. CFS1 ist ein Phosphatidylinositol-3-Phosphat- und Actin- bindendes Protein. Die cfs1 Mutanten imitieren Läsionen in der ersten älteste Blatt, das auf die nächste älteste Blatt verbreiten. Es konnte gezeigt werden, dass die cfs1-Mutanten unter normalen Bedingungen milde Autoimun-Symptome zeigen. Genetische Analysen zeigen das der Zelltod in cfs1 keinen funktionalen ESCRT-I-Komplex voraussetzt, dennoch mildert der Verlust von CFS1 den Cytokinese-Defekt der elch-Mutante, was einen Einfluss auf die ESCRT-I-Funktion nahelegt. Aufgrund einer Reduktion des Autophagosomen-Abbaus akkumuliert die cfs1-Mutante im Laufe ihres Lebens Autophagosomen. Während die Pflanze altert, triggeren die akkumulierten Autophaogosomen fälschlicherweise die Effektorge-triggerte-Immunität, was in seiner Konsequenz zum Zelltod in cfs1 führt. Da die ESCRT-Maschinerie am Transport von Autophagosomen zur Vakuole beteiligt ist und CFS2, ein CFS1 Homolog mit ATG8 interagiert, legen die Ergebnisse dieser Arbeit nahe, dass CFS1 zusammen mit CFS2 eine Funktion bei der Bindung von reifen Autophagosomen an MVBs übernimmt. An den MVBs vermittelt die ESCRT-Maschinierie dann die Fusion von Autophagosomen und MVBs für den nachfolgenden Transport zur Vakuole. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Sutipatanasomboon, Arpaporn asutipat@smail.uni-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
Corporate Creators:	Universität zu Köln
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-70491
Date:	15 October 2015
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Biology > Botanical Institute
Subjects:	Natural sciences and mathematics Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language AT3G43230, cell death, lesion-mimic mutant, ESCRT, Autophagy, Amphisome, Effector-triggered immunity, Phospholipids, Actin English
Date of oral exam:	1 December 2015
Referee:	Name Academic Title Hülskamp, Martin Prof. Dr. Höcker, Ute Prof. Dr.
Funders:	DFG SFB 635 Posttranslationale Funktionskontrolle von Proteinen
Projects:	A02 - Sorting of mono-ubiquitylated proteins in plants: Analysis of new, plant-specific sorting regulators
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/7049