熱ショックタンパク質はROSホメオスタシスを介して細胞伸長を調節する

科学分野:

• 植物生物学;分子細胞生物学;生化学

背景:

• 熱ショックタンパク質（HSP）は細胞プロセスに不可欠であるが、植物の発生におけるそれらの役割は完全には理解されていない。;方向性細胞伸長は植物の成長と形態に不可欠であり、細胞壁特性の正確な調節を必要とする。

研究 の 目的:

• コケ植物Physcomitrium patensにおけるHSP90コシャペロンPpNudC6の機能を調査する。;PpNudC6が細胞伸長、細胞壁完全性、およびレドックスホメオスタシスに影響を与える分子メカニズムを解明する。

主な方法:

• Physcomitrium patensにおけるppnudc6変異体の作製と表現型特徴付け。;細胞壁構造と力学を分析するための走査型電子顕微鏡（SEM）と原子間力顕微鏡（AFM）。;活性酸素種（ROS）ホメオスタシスとNADPHオキシダーゼ活性の調査。;相互作用タンパク質を同定するための共免疫沈降。

主要な成果:

• ppnudc6変異体は、セルロース微細繊維の配向と細胞壁剛性の勾配の乱れにより、短く厚い原糸細胞を示す。;PpNudC6機能の喪失は、NADPHオキシダーゼPpRbohDの異所性活性による異常なROS蓄積につながる。;NADPHオキシダーゼの阻害は変異体表現型を救済し、発生異常の原因としてのROS過剰産生を確認する。;PpNudC6はPpRACK1BおよびPpSGT1と相互作用し、Rboh活性を調節する可能性のある複合体を形成する。

結論:

• PpNudC6は、ROS産生を媒介し、細胞壁の機械的異方性を維持することにより、コケ植物における方向性細胞伸長に不可欠である。;本研究は、レドックスホメオスタシスと細胞壁力学を介した細胞伸長調節におけるHSP複合体の新規な役割を明らかにする。;本研究結果は、植物発生におけるシャペロン機能、レドックスバランス、および細胞壁ダイナミクス間の相互作用に関する洞察を提供する。