Funktionale Bedeutung der Protein-Protein Interaktion zwischen dem Tabak Ankyrin-Repeat Protein ANK1 und dem bZIP-Transkriptionsfaktor BZI-1 im Rahmen der pflanzlichen Auxin- und Pathogenantwort
Functional relevance of the protein-protein interaction between the tobacco ankyrin-repeat protein ANK1 and the bZIP transcription factor BZI-1 within herbal auxin and pathogen response
von Stefan Böttner
Datum der mündl. Prüfung:2007-11-01
Erschienen:2008-09-24
Betreuer:PD Dr. Wolfgang Dröge-Laser
Gutachter:Prof. Dr. Wolfgang Dröge-Laser
Gutachter:Prof. Dr. Christiane Gatz
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Format:PDF
Description:Dissertation
Zusammenfassung
Englisch
The tobacco (Nicotiana tabacum) bZIP transcription factor BZI-1 participates in auxin response and the tobacco mosaic virus (TMV) induced hypersensitive response (Kuhlmann et al., 2003; Heinekamp et al., 2004). Strathmann et al. (2001) could show a heterodimerisation of BZI-1 with the bZIP transcription factor BZI-2. Using protoplast Two-Hybrid and Bimolecular Fluorescence Complementation approaches a specific in planta interaction between BZI-1 and the ankyrin-repeat protein ANK1 could be detected. This interaction is mediated by the a-helical domain DI of BZI-1 and the ankyrin-repeats of ANK1. Aim of this study was the functional characterisation of the transcription factor BZI-1 and the ankyrin-repeat protein ANK1.After expression of YFP fusion proteins, ANK1 was found to be localized in the cytosol and BZI-1 in the nucleus. Inhibition of the nuclear export and the induction with auxin both induce accumulation of ANK1 in the nucleus of tobacco mesophyll protoplasts. Co-expression of ANK1 additionally to BZI-1 and BZI-2 leads to an increase of the BZI-1/BZI-2 mediated auxin dependant transcription. Hence, it is assumed that ANK1 acts as a co-activator of BZI-1. In transgenic RNA-interference plants with reduced ANK1, BZI-1 or BZI-2 expression auxin responses are strongly reduced. After infection with the tobacco mosaic virus, the hypersensitive cell death is increased in ANK1- and BZI-1-RNAi plants. Because of the comparable phenotypes of the ANK1- and BZI-1-RNAi plants a biological relevance of the ANK1/BZI-1 interaction in regulation of auxin responses and TMV induced hypersensitive cell death is postulated.
Keywords: ANK1; BZI-1; bZIP trancription factor; auxin; TMV
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Für den Tabak (Nicotiana tabacum)
bZIP-Transkriptionsfaktor BZI-1 konnte eine Beteiligung
an der Auxinantwort und am Tabak Mosaik Virus (TMV)
induzierten hypersensitiven Zelltod gezeigt werden
(Kuhlmann et al., 2003; Heinekamp et al., 2004). Eine
Heterodimerisierung mit dem bZIP-Transkriptionsfaktor
BZI-2 konnte mit Hilfe des Hefe Two-Hybrid
nachgewiesen werden (Strathmann et al., 2001). Mittels
Protoplasten Two-Hybrid und Bimolecular Fluorescence
Complementation Analysen ließ sich eine spezifische in
planta Interaktion zwischen BZI-1 und dem
Ankyrin-Repeat Protein ANK1 nachweisen. Diese
Interaktion wird auf der Seite von BZI-1 durch die
a-helikale Domäne DI und auf der Seite von ANK1 durch
die Ankyrin-Repeats vermittelt. Ziel der Arbeit war die
funktionellen Charakterisierung des
Transkriptionsfaktors BZI-1 und des Ankyrin-Repeat
Proteins ANK1.Mit Hilfe der Expression von YFP-Fusionsproteinen
konnte ANK1 im Cytosol und BZI-1 im Zellkern
lokalisiert werden. Die Inhibierung des Kernexportes
und Auxingabe führen zur Akkumulation von ANK1 im
Zellkern von Tabak Mesophyllprotoplasten. Durch
Co-Expression von ANK1 zusätzlich zu BZI-1 und BZI-2,
wird die BZI-1/BZI-2 vermittelte Auxin abhängige
Transkription verstärkt. Damit fungiert ANK1
möglicherweise als ein Co-Aktivator von BZI-1.
Transgene Pflanzen in denen die Expression von ANK1,
BZI-1 oder BZI-2 mittels eines RNA-Interferenz
Ansatzes (RNAi) reduziert ist, zeigen eine deutlich
abgeschwächte Auxinantwort. Nach der Infektion mit dem
Tabak Mosaik Virus ist der hypersensitive Zelltod in
den ANK1- und BZI-1-RNAi Pflanzen verstärkt. Da die
ANK1- und BZI-1-RNAi Pflanzen vergleichbare Phänotypen
zeigen, wird eine biologische Bedeutung der ANK1/BZI-1
Interaktion in der Regulation der pflanzlichen
Auxinantwort und des TMV-induzierten hypersensitiven
Zelltods postuliert.
Schlagwörter: ANK1; BZI-1; bZIP-Transkriptionsfaktor; Auxin; TMV