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Que signifie l'acronyme « PIN » pour désigner les protéines PIN dans les plantes ?

Que signifie l'acronyme « PIN » pour désigner les protéines PIN dans les plantes ?


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Il existe des protéines PIN, ou protéines formées par PIN, dans les plantes. Que signifie cet acronyme ?

Wikipédia explique brièvement le fonction de la protéine mais pas l'origine du nom. Ce n'est pas expliqué même dans l'article de revue lié au lien, si je ne manque pas quelque chose.


Comme de nombreux gènes et produits géniques, les protéines PIN ont été nommées d'après un phénotype mutant et PIN n'est pas en fait un acronyme ; la source dans votre lien explique en fait cela (c'est moi qui souligne):

La signification et la fonction d'AtPIN1 ont été découvertes grâce au phénotype généré par la mutation perte de fonction dans le gène : les plantes mutantes ne parviennent pas à développer correctement les organes floraux et génèrent des inflorescences nues ressemblant à des épingles, ce qui a donné le nom PIN-FORMED (PIN) à la famille

Křeček, P., Skůpa, P., Libus, J., Naramoto, S., Tejos, R., Friml, J., & Zažímalová, E. (2009). La famille de protéines PIN-FORMED (PIN) des transporteurs d'auxine. Biologie du génome, 10(12), 249.


Ce n'est pas un acronyme; c'est une abréviation de pinnulé (ou pinnulé), ce qui signifie que les pinnules d'une feuille pennée sont correctement développées.

Les symboles de gènes écrits en majuscules indiquent l'état de type sauvage de l'organisme : Si un gène est appelé NIP1, cela signifie que son produit (un transporteur d'auxine) permet une ramification normale (ou du moins ne contribue pas aux malformations) ; quand il est écrit en minuscule, broche1, cela indique que le gène a une variante associée à un phénotype mutant (non penné).

NIP1: rien n'est cassé

broche1: une seule tige sans pinnules (cas d'Arabidopsis)

Si le mutant ressemble à une épingle, c'est une coïncidence (probablement un mnémonique suggéré par un professeur anglophone). Le sens originel vient de penne, qui fait référence à l'apparence normale des feuilles et des fleurs.


Définition et exemple de l'oxydation en chimie

Deux types clés de réactions chimiques sont l'oxydation et la réduction. L'oxydation n'a pas nécessairement quelque chose à voir avec l'oxygène. Voici ce que cela signifie et comment cela se rapporte à la réduction.

Points clés à retenir : l'oxydation en chimie

  • L'oxydation se produit lorsqu'un atome, une molécule ou un ion perd un ou plusieurs électrons dans une réaction chimique.
  • Lorsque l'oxydation se produit, l'état d'oxydation des espèces chimiques augmente.
  • L'oxydation n'implique pas nécessairement l'oxygène ! À l'origine, le terme était utilisé lorsque l'oxygène provoquait une perte d'électrons dans une réaction. La définition moderne est plus générale.

Fond

La destruction cellulaire post-ségrégation (PSK) est un mécanisme répandu qui aide plusieurs plasmides à se maintenir dans leurs hôtes bactériens [1–4]. Les opérons contenant des gènes pour l'interaction des paires toxine-antitoxine (T-A) qui sont portés par ces plasmides, sont à la base de la PSK. Typiquement, le premier gène de ces opérons code pour une antitoxine labile, qui agit également comme un régulateur transcriptionnel de l'opéron, tandis que le second gène code pour une toxine stable. Habituellement, l'antitoxine forme un complexe physique avec la toxine et neutralise son action. Une variation sur ce thème est observée sous la forme des ARN antisens instables, qui agissent comme des inhibiteurs de la traduction des ARNm de la toxine. Si le plasmide est perdu, l'antitoxine est rapidement dégradée tandis que la toxine stable persiste, tuant les cellules dépourvues du plasmide. Ainsi, les plasmides avec des systèmes pour la PSK rendent leurs cellules hôtes dépendantes [1–4]. De plus, plusieurs de ces systèmes T-A se trouvent également sur les chromosomes procaryotes, où ils peuvent avoir des fonctions régulatrices alternatives [5].

Une étude systématique de ces opérons T-A et de leurs mécanismes a été présentée dans les travaux fondateurs de Gerdes en 2000 [6]. Par la suite, il y a également eu quelques études importantes qui ont élucidé les détails biochimiques concernant l'action de plusieurs toxines. Il a été démontré que l'une de ces toxines, ParE, agit comme un inhibiteur de l'ADN gyrase et induit la formation de complexes covalents ADN-gyrase, qui pourraient inhiber la réplication et endommager l'intégrité du chromosome [7]. En revanche, les toxines RelE et Doc se sont avérées être des inhibiteurs de la traduction [5, 8]. Plus récemment, il a été démontré que la protéine RelE clivait des transcrits associés au ribosome, en ciblant spécifiquement les codons associés au site A du ribosome [9]. RelE affiche une spécificité de codon en montrant la préférence la plus élevée pour UAG parmi les codons d'arrêt et UCG et CAG parmi les codons sens [9]. Fait intéressant, cette inhibition de la traduction par RelE est inversée par l'ARN messager de transfert (ARNt), qui agit comme un régulateur de la stabilité des protéines chez les bactéries [10]. Ces études ont également suggéré que les versions chromosomiques de ces paires antitoxine-toxine pourraient fonctionner comme des commutateurs régulateurs contrôlant l'expression des gènes dans de mauvaises conditions de croissance.

Bien que Gerdes ait proposé que tous les opérons T-A puissent avoir une origine commune [6], une évaluation objective des relations évolutives de ces protéines et de l'origine de ces systèmes n'a pas été menée. La disponibilité d'un grand nombre de séquences de génomes procaryotes nous permet d'utiliser une variété d'approches informatiques pour résoudre le problème de l'origine et de l'évolution de ces systèmes. Une approche, impliquant des recherches de séquences sensibles utilisant des méthodes de profil, permet la détection de relations distantes, qui n'étaient pas détectées jusqu'à présent [11-13]. De plus, il permet également une évaluation objective des relations, sur la base de la signification statistique des similitudes détectées et des prédictions de structure secondaire dérivées de plusieurs alignements. Une deuxième approche implique l'utilisation de la génomique comparative pour détecter des voisinages de gènes conservés, des fusions de gènes ou de domaines, et pour extraire des informations fonctionnelles et évolutives de ces connexions contextuelles [14-18]. Cette approche est particulièrement utile dans le cas des systèmes PSK procaryotes en raison du couplage fort des gènes de toxine et d'antitoxine dans un seul opéron. Notre objectif en appliquant ces analyses était de découvrir de nouvelles connexions fonctionnelles qui n'avaient peut-être pas été découvertes auparavant dans des études expérimentales sur ces systèmes. Compte tenu des résultats expérimentaux récents suggérant un rôle spécifique de ces systèmes dans la régulation des réponses cellulaires au stress [9, 10, 19], nous nous sommes également intéressés à l'identification de nouvelles versions génomiques de systèmes liés à la PSK avec une large distribution phylétique.

À la suite de nos analyses, nous avons pu découvrir plusieurs nouveaux systèmes T-A et établir une relation évolutive entre eux et le système de dégradation de l'ARN à médiation non-sens eucaryote. Nous présentons également des preuves que les familles de toxines RelE et ParE, malgré leurs modes d'action très distincts, ont finalement été dérivées d'un ancêtre commun. De plus, nous montrons que la toxine Doc définit une grande famille d'enzymes qui pourraient potentiellement agir sur l'ARN et fonctionner comme régulateurs de la traduction chez les procaryotes et les eucaryotes.


Introduction

Les biologistes du développement conceptualisent souvent des mécanismes de structuration dans des champs de cellules uniformes, mais en réalité, les informations de position peuvent être générées et traduites dans des circonstances dynamiques dans lesquelles les cellules se divisent, se développent et changent de forme. Ces circonstances permettent des retours inattendus, faisant de l'analyse un défi. Le rhizotaxie, la disposition des organes latéraux le long des racines des plantes, est un bon exemple d'un processus de structuration qui se produit dans un contexte dynamique. Les mécanismes qui régulent la rhizotaxie sont longtemps restés un mystère, bien que l'origine des racines latérales ait été décrite dès 1888 [1]. Dans Arabidopsis, les racines latérales proviennent de deux files de cellules de péricycle adjacentes au protoxylème [2], et le motif des racines latérales émergées peut être décrit en termes d'espacement longitudinal le long d'une file et de la composante gauche/droite (Figure 1A). Le modèle longitudinal est variable et ne peut pas être expliqué par des mécanismes qui nécessitent une quantité fixe de temps, de distance ou de nombre de cellules de péricycle entre les initiations [3]. Il existe cependant une forte tendance à l'apparition de racines latérales à l'extérieur, c'est-à-dire du côté convexe, de la courbe [4]. Cette tendance est corrélée à une réponse auxine supérieure à la moyenne à l'extrémité proximale de la zone méristématique (MZ) bien avant les premières divisions asymétriques [5]. La formation de racines latérales peut être induite par des augmentations globales de la teneur en auxine [6], et plus spécifiquement, par l'activation locale de la synthèse d'auxine dans les cellules du péricycle [7]. Les mutations qui rendent les plantes moins sensibles à l'auxine réduisent le nombre de racines latérales [8,9]. De plus, l'inhibition chimique ou génétique du transport de l'auxine peut diminuer la densité racinaire latérale [10–12]. Ces observations indiquent que la formation des racines latérales est influencée par l'auxine, mais elles ne révèlent pas le mécanisme sous-jacent. Ici, nous combinons des approches de modélisation expérimentale et à plusieurs niveaux pour démêler le mécanisme moléculaire et biophysique qui régule la structuration rhizotactique.

(A) Les racines latérales se forment à l'extérieur des courbes selon un rythme alterné gauche/droite (o indique l'extérieur, et je l'intérieur de la courbe L indique la gauche, et R la droite, par rapport à l'axe principal de la racine).

(B–D) Exemples de courbure radiculaire résultant d'une stimulation gravitropique à différents intervalles de temps (B) 3 h (C) 4,5 h (D) n'est jamais revenu. L'astérisque noir (*) indique la position de la racine latérale émergée. La flèche rouge indique le centre de la courbe. La barre d'échelle représente 500 um.

(E) La formation de racines latérales est en corrélation avec le degré de courbure des racines résultant de la stimulation gravitropique sur différentes périodes de temps. Les symboles indiquent l'heure en position inversée. La distance entre le centre de la courbe et la racine latérale émergée la plus proche est indiquée.

(F) L'initiation de la racine latérale est induite dans les racines courbées manuellement. À gauche : l'emplacement le long de la courbe où se forment les racines latérales est signalé à côté de la ou des positions comparables pour les racines droites. Le centre de la courbe est défini comme zéro et les valeurs négatives sont plus proches de la pointe de la racine, distales par rapport au centre de la courbe. La courbe a été faite à 0,5 cm de la pointe de la racine. A droite : pourcentage de racines latérales se formant de chaque côté de la racine principale. Les côtés sont définis comme intérieur et extérieur pour les racines courbes, et gauche et droite pour les racines droites, comme le montre la figure 1A.

(G) DR5::GFP s'accumule de manière asymétrique dans la stèle des racines courbées manuellement. Les symboles rouges pleins indiquent la moitié extérieure de la stèle ouverte, les symboles noirs indiquent la moitié intérieure.

(H) La courbure de la racine due à la réponse gravitropique entraîne des distributions d'auxine asymétriques inverses dans la racine primaire MZ. DR5::vYFP (nucléaire), PIN7:GFP (ER). La pointe de flèche ouverte indique le vecteur de gravité pendant la croissance initiale, la pointe de flèche pleine indique le vecteur de gravité pendant la période d'inversion et la croix encerclée indique le vecteur de gravité dirigé dans le plan pendant l'imagerie. La barre d'échelle représente 100 um.

(I–L) La réponse à l'auxine est améliorée localement dans le péricycle et la cellule endodermique adjacente à une courbe avant la division cellulaire asymétrique. Marqueurs fluorescents comme en (H). (I) 300 min, (J) 110 min et (K) 10 min avant et (L) 10 min après la division cellulaire du péricycle. Les flèches marquent l'emplacement du noyau de division. La barre d'échelle représente 100 um.


Résultats

PIN1 répond lentement à la décapitation de la tige

Dans notre modèle de base précédemment rapporté pour le contrôle de la ramification des pousses, le réseau de transport de l'auxine à travers la tige est considéré comme un système unitaire, avec l'accumulation dans la membrane plasmique d'une protéine PIN générique établie et maintenue par un mécanisme basé sur la canalisation [33]. Si cette hypothèse est correcte, l'accumulation de PIN et la polarisation dans les tiges devraient répondre fortement au flux d'auxine. Pour tester cette hypothèse, nous avons utilisé des segments de tige isolés de 2 cm à partir d'entre-nœuds d'inflorescence primaire basale de plantes de 5 ou 6 semaines exprimant une protéine de fusion PIN1-GFP bien caractérisée à partir de son promoteur natif, qui complète la broche1 mutant [37]. Cette construction est exprimée dans le parenchyme du xylème et les cellules cambiales des faisceaux vasculaires de la tige (l'anatomie de la tige est résumée dans la figure 1), qui sont des tissus classiquement associés au PATS [20,38]. Ce modèle d'expression est identique à celui d'un autre PIN1pro:PIN1-GFP ligne décrite précédemment [10,39].

UNE) Micrographie optique d'une coupe transversale à travers l'entre-nœud basal d'une tige d'inflorescence d'Arabidopsis âgée de 6 semaines. Les faisceaux vasculaires sont clairement visibles sous forme de triangles vert foncé. Les coupes longitudinales utilisées dans cette étude ont été réalisées à travers le centre de la tige, entre deux faisceaux vasculaires, comme indiqué par la ligne blanche. AVANT JC) Gros plan sur l'anatomie cellulaire dans une section transversale d'un faisceau vasculaire d'Arabidopsis et des tissus environnants. (C) est ombré pour indiquer les types de tissus. RÉ) Micrographie optique d'une coupe longitudinale à travers l'entre-nœud basal d'une tige d'inflorescence d'Arabidopsis âgée de 6 semaines (le long du type de transect indiqué en A). Les faisceaux vasculaires sont visibles sous forme de lignes blanches continues (indiquées par des pointes de flèches blanches). L'encart montre tout le segment de 2 cm. La case blanche indique la région indiquée en E, F. E, F) Gros plan sur l'anatomie cellulaire en coupe longitudinale d'un faisceau vasculaire d'Arabidopsis et des tissus environnants. (F) est ombré pour indiquer les types de tissus. Non ombré/P = moelle, violet/XP = xylème parenchyme, jaune/X = xylème, vert/C = cambium, rouge/Ph = phloème, orange/E = épiderme, bleu/IFF = fibres interfasciculaires.

Les segments de 2 cm étaient maintenus verticalement entre deux sections de gélose (d'après [40]) à travers lesquelles différents traitements pouvaient être appliqués. Tout d'abord, nous avons évalué comment PIN1-GFP répond à l'absence de tels traitements (« non traité »), en approchant l'effet de la décapitation des plantes intactes. Nous avons pensé que, puisque le taux de transport de l'auxine dans les tiges est généralement mesuré comme

6-10 mm/heure [41], toute auxine endogène présente dans ces segments au moment de l'excision serait épuisée dans les 4 heures. En supposant que le flux d'auxine maintient la localisation polaire de PIN1, nous nous attendions donc à observer des changements rapides dans la localisation de PIN1 au cours de cette période. Cependant, nous avons observé que le comportement de PIN1 est remarquablement stable dans ce scénario. Aucun changement évident dans la localisation ou l'expression de PIN1-GFP ne s'est produit 4 heures après l'isolement des segments (Fig. 2A, 2E et 2I). Ces résultats suggèrent que soit l'épuisement de l'auxine n'est pas suffisant pour déclencher l'endocytose PIN1, soit que l'épuisement de l'auxine ne s'est pas produit dans ces segments sur l'échelle de temps prévue.

Expression de PIN1-GFP dans les cellules de parenchyme du xylème (voir Fig 1) en coupe longitudinale à la main

Segments de tige d'inflorescence basale de 2 cm de 6 semaines PIN1pro:PIN1-GFP les plantes. « apical » et « basal » (à gauche) font référence à l'extrémité du segment qui est imagée. Les nombres dans le coin droit indiquent le nombre de segments/le nombre examinés dans lesquels une localisation basale polaire de PIN1 a été observée dans ce traitement. Le signal vert indique PIN1-GFP, le signal rouge est l'autofluorescence du chloroplaste. UNE) Segments de tige fraîchement récoltés. B, D) Segments de tige maintenus verticalement dans des boîtes de Pétri entre 2 blocs d'agar avec 1 M de NAA fournis dans le bloc apical pendant 1, 3 ou 6 jours, respectivement. E–L) Segments de tige maintenus verticalement dans des boîtes de Pétri entre 2 blocs d'agar sans traitement hormonal ('—') pendant 4 heures (E, I), 1 j (F, J), 3 j (G, K) ou 6 j (H, L) à l'extrémité apicale (E–H) ou basale (I–L) du segment.

Après 1 jour, PIN1-GFP sur la membrane plasmique basale était nettement réduite ou absente à l'extrémité apicale de nombreux segments (7/17, Fig 2F). Cependant, au même moment, il y avait encore une forte PIN1-GFP localisée à la base dans les parties médiale (non illustrée) et basale des segments de tige (Fig 2J), et ce signal a persisté jusqu'à 6 jours après l'isolement, bien que progressivement affaiblissement (Fig 2K et 2L). En revanche, lorsque nous avons ajouté 1 M d'acide naphtalène acétique (NAA), un analogue de l'auxine, au bloc apical de gélose (simulant un apex de pousse intact), nous avons observé que PIN1-GFP restait fortement exprimé et polarisé sur la membrane basale tout au long de la tige. segmenter jusqu'à 6 jours (Fig. 2A–2D). Ainsi, l'auxine favorise clairement la localisation continue de PIN1 au niveau de la membrane plasmique basale des cellules du parenchyme du xylème, ce qui est cohérent avec l'hypothèse selon laquelle la présence de PIN1 à cet endroit 4 heures après la décapitation résulte d'un épuisement plus lent que prévu de l'auxine. Cette hypothèse est également étayée par la forte divergence du comportement de PIN1 le long des segments de 2 cm, avec une progression apicale à basale de la déplétion de PIN1 sur 6 jours, suggérant que plutôt qu'une simple déplétion rapide de l'auxine basipétale, la dynamique de transport de l'auxine dans la tige est plus complexe. .

La cinétique de transport de l'auxine de la tige est non linéaire

Pour tester l'idée que les niveaux d'auxine dans les segments de tige diminuent plus lentement que prévu, nous avons directement mesuré les niveaux d'auxine dans le tissu et l'éluat des segments de tige par chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (GC-MS). Nous avons constaté que les segments de tige basale fraîchement récoltés contiennent en moyenne 41 pg d'IAA par mg de tissu (poids frais) (écart type = 18, m = 4), ce qui équivaut à environ 1400 pg dans un segment de 20 mm (masse moyenne

35 mg), fournissant une référence pour l'IAA totale à t = 0 (Fig 3A). Nous avons ensuite dosé, également par GC-MS, l'auxine éluée de l'extrémité basale de segments de tige fraîchement récoltés sur une période de temps, en transférant en série les segments dans un tampon de collecte frais. De cette façon, nous avons collecté l'auxine dans les intervalles de temps 0 à 0,5 heure, 0,5 à 1 heure, 1 à 2 heures, 2 à 4 heures, 4 à 8 heures et 8 à 24 heures. Près de la moitié de l'auxine a été collectée au cours des deux premières heures, ce qui correspond à l'épuisement rapide de l'auxine que nous attendions des taux de transport précédemment documentés pour l'auxine (figure 3A). Cependant, l'élution de l'auxine s'est poursuivie au cours des 22 heures suivantes de l'expérience, conduisant à un éluat cumulé moyen à 24 heures de 1218 pg (écart type 42, m = 4) suggérant qu'à t = 24 heures, environ 10 % de la teneur en auxine d'origine n'était pas drainée (figure 3A). Cependant, lorsque nous avons analysé la teneur en auxine des tissus des segments de tige qui avaient été laissés à égoutter pendant 24 heures de la même manière, nous avons trouvé une moyenne de 17,6 pg/mg IAA (écart-type = 4, m = 4) équivalent à environ 600 pg d'IAA par segment (43 % de la teneur en t = 0), conforme à la synthèse nette de

400 pg d'IAA pendant l'expérience. Prises ensemble, ces données suggèrent qu'en plus d'un pool d'auxine se déplaçant rapidement dans le PATS, il peut y avoir un pool d'auxine se déplaçant plus lentement dans les tiges et peut-être une synthèse d'auxine continue. La combinaison de ces facteurs semble être suffisante pour maintenir l'expression de PIN1 au niveau de la membrane plasmique dans la partie basale des segments de tige pendant plusieurs jours après la décapitation.

UNE) L'auxine endogène éluée à partir de segments de tige de 2 cm de l'entre-nœud de l'inflorescence basale de plantes âgées de 6 semaines a été quantifiée par GC-MS à différents points après l'excision. L'auxine cumulée collectée (pg) est indiquée par rapport au temps. La ligne rouge indique la teneur approximative en auxine libre des segments de tige à t = 0. B) La distribution de l'AIA radiomarquée (mesurée en CPM) dans des intervalles de 2 mm de segments de tige de 24 mm de long après une impulsion de 10 min de 5 M d'AIA radiomarquée a été fournie à l'extrémité apicale du segment. Les tiges ont été disséquées et analysées par scintillation 30 min (ligne bleue), 60 min (ligne rouge) ou 90 min (ligne verte) après l'application de l'impulsion m = 8 par point de temps, les barres indiquent l'erreur standard de la moyenne (s.e.m.). C) La distribution de l'AIA radiomarquée (mesurée en CPM) dans des intervalles de 2 mm de segments de tige de 24 mm de long après une impulsion de 10 min de 5 M d'AIA radiomarquée a été fournie à l'extrémité apicale du segment. Les tiges ont été disséquées et analysées par scintillation 120 min (ligne violette), 150 min (ligne bleu clair) ou 180 min (ligne orange) après l'application de l'impulsion m = 8 par point de temps, les barres indiquent s.e.m. RÉ) Test de transport de l'auxine pour mesurer le mouvement de l'auxine entre les tiges. Deux schémas ont été testés (b–c et d–e), dans lesquels l'extrémité apicale de segments de tige de 18 mm a été disséquée afin que l'auxine radiomarquée ne puisse être fournie qu'à la moitié de la tige (voir illustration). Des incisions longitudinales ont été pratiquées sur le diamètre de la tige (image du haut, ligne pointillée rouge), jusqu'à une profondeur de 5 mm, suivies d'une seconde incision transversale pour retirer la moitié de la tige. Les segments témoins (a) ont été laissés intacts. Dans le schéma d-e, l'extrémité basale du segment a été traitée de la même manière au début de l'expérience pour laisser soit la moitié de la tige directement sous le site d'application d'auxine (d) soit diamétralement opposée au site d'application (e), tandis que dans le schéma b–c, l'extrémité basale a été laissée intacte pendant le test. L'extrémité apicale des segments de tige a ensuite été immergée dans 2 µM d'IAA 14C pendant 6 heures. A la fin de l'essai, les 5 mm basaux de la tige ont été disséqués des tiges. Dans le schéma b–c, les 5 mm basaux ont été coupés en deux longitudinalement, pour séparer le tissu directement sous le site d'application d'auxine (b) du tissu diamétralement opposé (c). La quantité de radiomarqueur transportée dans les 5 mm basaux dans chacun de a, b, c, d et e a ensuite été mesurée par scintillation. Le graphique montre l'auxine transportée dans chacune de ces dissections (mesurée en CPM), m = 16, les barres indiquent s.e.m.

Ces données suggèrent que le transport de l'auxine dans la tige peut avoir une cinétique complexe. Pour tester cette hypothèse, nous avons développé un test d'impulsion dans lequel les segments de tige ont été inversés avec leurs extrémités apicales immergées dans une solution d'auxine radiomarquée pendant 10 min avant d'être transférés dans des tubes contenant des milieux sans auxine. Nous avons ensuite suivi la distribution du radio-label au sein des segments au cours du temps, en découpant les segments en sections de 2 mm et en quantifiant le radio-label présent dans chaque section. Après 30 min, il y avait un pic de radio-marque relativement serré vers l'extrémité apicale du segment, à une position compatible avec la plupart des molécules d'auxine transportées à la vitesse couramment citée d'environ 1 cm/h, cependant, une proportion de l'auxine les molécules dans cet essai se sont déplacées sensiblement plus rapidement (figure 3B). À des moments ultérieurs (60 et 90 min), la distribution de l'auxine est devenue plus large et moins profonde, et un pic distinct était difficile à discerner (Fig 3B). Traitement avec l'inhibiteur du transport de l'auxine 1-NL'acide -naphtylphtalamique (NPA) a bloqué le mouvement de l'auxine à travers ces segments, montrant que ces profils découlaient du transport actif de l'auxine (S1 Fig). De 120 à 180 min, le radio-marqueur s'est progressivement accumulé à l'extrémité basale de la tige, ne laissant qu'un très petit résidu sur le reste de la tige (Fig 3C).

Ce modèle plutôt diffus de distribution de l'auxine n'est pas compatible avec le déplacement de l'auxine uniquement à travers le PATS à haute conductance. Nous avons émis l'hypothèse que ce modèle survient parce qu'il y a un échange important entre le PATS et les tissus environnants [42]. La population de molécules d'auxine radiomarquées dans cet essai ne se déplace donc pas de manière linéaire simple à travers le flux de transport, mais se propage progressivement le long de la tige et finit par se rassembler à la base, se déplaçant en moyenne plus lentement que prévu, mais avec un très grande variation dans la vitesse de déplacement des molécules d'auxine marquées.

L'auxine se déplace sur les tiges

Nous avons précédemment observé que deux bourgeons consécutifs sur un segment de tige isolé peuvent inhiber la croissance de l'autre, malgré la connexion, et donc l'exportation de l'auxine, dans différents faisceaux vasculaires de la tige principale [36]. Dans le contexte d'un mouvement plus lent et plus complexe que prévu de l'auxine le long de la tige, nous avons émis l'hypothèse que cette inhibition pourrait provenir du mouvement de l'auxine à travers la tige. Pour évaluer si le mouvement de l'auxine entre les tiges se produit, nous avons développé un essai de transport entre les tiges (Fig 3D), basé sur une modification de notre essai de transport de base de l'auxine en vrac dans lequel les segments de tige sont traités apicale avec une solution d'auxine radiomarquée pendant 6 heures. Pour le test de tige croisée, l'auxine radiomarquée a été fournie apicale à seulement la moitié de la tige, et a ensuite été mesurée basalement dans la même moitié ou la moitié opposée de la tige. Si l'auxine se déplace strictement vers la base du flux de transport dans chaque faisceau vasculaire, il devrait y avoir peu de radiomarqueurs collectés dans la moitié opposée, car dans un seul entre-nœud il n'y a pas de connexion vasculaire entre le site d'application de l'auxine et la collecte [43]. Cependant, conformément à notre hypothèse, une quantité importante d'auxine a été détectée du côté opposé de la tige au site d'approvisionnement en auxine (Fig 3D). Prises ensemble, ces données suggèrent qu'en plus du PATS classique associé aux faisceaux vasculaires, il existe également un transport appréciable de l'auxine à travers une grande variété de tissus dans la tige.

NIP1 L'expression dans la tige est inductible par l'auxine mais hautement spécifique au type de cellule

L'épuisement lent observé de l'auxine suggère que l'épuisement lent de PIN1 (Fig. 2) pourrait refléter un mécanisme de type canalisation, un flux d'auxine étant nécessaire pour maintenir la polarité de PIN1. Une autre prédiction de l'hypothèse de la canalisation est que l'auxine peut induire l'expression de transporteurs d'auxine dans le tissu naïf, et en effet l'expression de la NIP1 Il a déjà été démontré que le gène est inductible par l'auxine dans les méristèmes apicaux des racines et des pousses [44,45]. Nous avons donc cherché à savoir si les changements observés dans NIP1 l'expression dans les segments de tige pourrait être expliquée par des changements dans NIP1 transcription. En utilisant la PCR quantitative, nous avons analysé la transcription de NIP1 dans les segments de tige traités avec 1 M de NAA appliqué apicalement pendant 3 jours, ou laissés sans traitement pendant 3 jours, par rapport aux segments de tige frais équivalents. Nous avons trouvé que NIP1 la transcription est induite d'environ 6 fois par le traitement à l'auxine, et réduite d'environ 10 fois en l'absence d'auxine (figure 4A) l'expression d'un gène témoin inductible à l'auxine, PLUS DE CROISSANCE AXILLAIRE4 (MAX4), se sont comportés comme attendu en réponse au traitement par décapitation/auxine [28]. Cependant, lorsque nous avons analysé les modèles d'accumulation de GFP dans PIN1pro:PIN1-GFP plantes dans des segments traités à l'auxine, nous n'avons observé aucun changement évident dans le modèle d'expression de PIN1, même dans de très jeunes segments de tige prélevés immédiatement après la montaison. Les fichiers cellulaires ont exprimé PIN1 ou non, quel que soit le traitement à l'auxine (Fig. 4C-4E). Cela suggère que NIP1 l'expression dans la tige est inductible par l'auxine mais hautement spécifique au type cellulaire, et/ou il existe une régulation post-transcriptionnelle spécifique au type cellulaire.


La régulation spatio-temporelle des capacités de signalisation de l'auxine contribue également à la structuration SAM

L'action de l'auxine dans un processus de structuration dépend non seulement de la distribution de l'auxine dans un tissu mais également des capacités cellulaires à détecter l'auxine et à déclencher des réponses transcriptionnelles spécifiques. Les interactions protéine-protéine entre l'Aux/IAA et les régulateurs transcriptionnels des facteurs de réponse à l'auxine (ARF) sont au cœur de la signalisation de l'auxine. Il existe 29 gènes Aux/IAA qui codent pour la plupart des répresseurs à courte durée de vie de la transcription induite par l'auxine. Les 23 protéines ARF peuvent être soit des activateurs (les cinq ARF riches en Q) soit des répresseurs de la transcription. Les protéines Aux/IAA et ARF sont capables de former des homo- et hétérodimères à la fois au sein des familles et entre elles. L'instabilité des Aux/IAA est intrinsèque à ce qu'on appelle le domaine II, qui interagit directement avec les protéines ligases d'ubiquitine de type SCF hébergeant TIR1 ou l'une des trois protéines AFB F-box apparentées (Dharmasiri et al., 2005une, b Kepinski et Leyser, 2005 Tan et al., 2007). TIR1 et les AFB agissent comme co-récepteurs de l'auxine avec les Aux/IAA ( Calderón-Villalobos et al., 2012), et leur activation conduit à une dégradation dépendante de l'auxine des Aux/IAA. Un modèle pour la transduction de l'auxine est que les Aux/IAA se dimérisent avec les activateurs d'ARF. Ces complexes se lient aux gènes inductibles par l'auxine, empêchant ainsi la transcription. En favorisant la dégradation des Aux/IAA, l'auxine permettrait aux ARF d'activer la transcription. La plupart des Aux/IAA sont eux-mêmes des cibles des ARF, établissant ainsi une boucle de rétroaction négative.

Traitement de broche1 méristèmes avec auxine exogène a démontré que toutes les cellules à la périphérie du méristème sont compétentes pour initier des organes en réponse à l'auxine ( Reinhardt et al., 2000). Cependant, l'auxine ne peut pas déclencher l'organogenèse au centre du méristème. Mutation dans MONOPTEROS/FRA5 (député/FRA5) induit un phénotype de type pin et bloque également la capacité des cellules PZ à répondre à l'auxine exogène ( Hardtke et Berleth, 1998 Reinhardt et al., 2003). Il a été démontré que MP/ARF5 exerce sa fonction dans l'organogenèse, en partie, en induisant directement, d'une manière dépendante de l'auxine, l'expression des TF LFY, ANT et ANT-like 6 (AIL6) ( Yamaguchi et al., 2013). Comme MP/ARF5 n'est exprimé qu'à la périphérie du méristème ( Hardtke et Berleth, 1998 Yamaguchi et al., 2013), la compétence pour l'initiation d'organes à la périphérie du méristème dépend donc, au moins en partie, d'une modulation spatiale de la transduction du signal auxine. Utilisant principalement in situ hybridation, une étude récente a identifié TIR1, AFB1 et AFB5 et plus de 20 Aux/IAA et ARF comme effecteurs de la perception et de la signalisation de l'auxine dans la SAM. Cette analyse a également démontré que la plupart de ces régulateurs sont exprimés de manière différentielle dans la SAM, avec une faible expression au centre de la SAM et une expression élevée dans la PZ. Notamment, l'expression du répresseur ARF et de l'activateur ARF a suivi cette tendance générale. Un interactome Aux/IAA-ARF complet a été obtenu en utilisant une approche à deux hybrides de levure, et les connaissances sur la topologie de la voie de signalisation de l'auxine Aux/IAA-ARF ont été utilisées pour développer un modèle mathématique du contrôle de la transcription des gènes par l'auxine dans le SAM. Ce modèle a prédit un rôle pour la voie Aux/IAA-ARF dans la création d'une sensibilité différentielle à l'auxine entre le centre et la périphérie du SAM, ainsi qu'une capacité à tamponner les fluctuations du signal auxine pour stabiliser la réponse transcriptionnelle. Ces deux prédictions pourraient être validées en analysant les différences entre les patrons spatio-temporels de fluorescence de DII-VENUS et DR5 (Vernoux et al., 2011).

Ce travail montre que la distribution spatiale des FRA gènes dans le SAM est essentiel pour restreindre les réponses transcriptionnelles élevées à l'auxine (y compris l'expression Aux/IAA) à la périphérie du méristème et est essentiel à la définition des deux principaux domaines fonctionnels du SAM, le CZ et le PZ. De plus, le rôle de la voie de signalisation dans la stabilisation des réponses transcriptionnelles à l'auxine contribue probablement à la robustesse de la structuration au niveau de la SAM et donc de la phyllotaxie (Vernoux et al., 2011). La dynamique de la morphogenèse au SAM semble donc résulter d'une intégration dynamique à la fois de la distribution spatiale du signal de l'auxine et des capacités de signalisation locales dans le contrôle spatial de la morphogenèse ( Fig. 1), à l'instar de ce qui a été observé récemment pour la morphogenèse. structuration du développement dans les systèmes animaux ( Kicheva et al., 2012).

De multiples boucles de rétroaction agissant sur différentes échelles entraînent la formation d'organes pilotés par l'auxine au SAM. L'accumulation d'auxine dans les cellules à des emplacements spécifiques de la PZ dans le SAM déclenche à la fois la signalisation médiée par TIR1/AFB et ABP1. The activation of cellular auxin responses promotes: (1) PIN1-mediated auxin efflux that will in turn influence polar auxin transport patterns in the SAM and (2) the level of auxin biosynthesis in the SAM. These will in turn feed back on the patterns of auxin accumulation amplifying the local growth responses that promote organ formation.


Moderna is working to create mRNA medicines for a wide range of diseases and conditions. These include potential new mRNA medicines for treating infectious diseases, cancer, rare diseases and cardiovascular disease.

Moderna's Research Engine

Our Research Engine combines proprietary digital drug design tools and a highly automated production facility to enable Moderna and our partners to accelerate the pace of research, from idea development to development candidate nomination.

Moderna's Early Development Engine

Our Norwood, MA manufacturing facility allows us to produce the materials needed to supply our pre-clinical and Phase 1 and Phase 2 clinical development programs and the infrastructure required to anticipate future program demand.


Wetlands Decoder Table Download

The database table in this download provides a crosswalk from U.S. Fish and Wildlife Service, National Wetlands Inventory (NWI) wetlands data, as defined by the Federal Wetland Mapping Standard, to the complete wetland definitions, as defined by the Federal Wetlands Classification Standard. The table can be joined with the NWI wetlands data using the 'Attribute' field. This will provide users with a full wetland or deepwater habitat description for each polygon. The NWI dataset and associated tables are updated on a biannual basis, typically in October and May. To ensure you have the most up to date information, please refer to the published date in the metadata, and download new data and tables regularly.

NWI Code Definitions Download Package - Last updated: May 2021


Phosphorus (P)

Phosphorus also plays a role in an array of functions necessary for healthy plant growth, contributing to structural strength, crop quality, seed production, and more. Phosphorus also encourages the growth of roots, promotes blooming, and is essential in DNA.

The transformation of solar energy into usable compounds is also largely possible because of phosphorus.

Sources of Phosphorus

Like nitrogen, phosphorus in NPK fertilizer can come from both organic and inorganic sources:

Common Inorganic Sources of P in NPK Blends

The primary source of inorganic phosphorus is phosphate rock. Crushed phosphate rock can be applied to soils directly, but it is much more effective if processed to be more readily available for plant uptake.

Common Organic Sources of P in NPK Blends


Conclusion

Notre P. veris genome assembly exemplifies the power of high-throughput DNA sequencing technologies and establishes a benchmark for the rapid de novo assembly of a highly heterozygous, non-model plant with a moderately sized genome (that is, 479.22 Mb). We believe that the primary strength of our sequencing strategy lies in the diversity of sequence libraries and sequencing platforms we have employed. Our study suggests great promise in the application of PacBio long-read data for the improvement of de novo genome assemblies, and it is possible that, with the direct incorporation of the raw PacBio sequences in the assembly process, even more information could be extracted from long reads. Currently such integration is strongly limited by the a priori correction of raw PacBio reads, which significantly reduces the quantity of usable data resulting from a PacBio run (G. Russo, personal observation). In the case of large eukaryotic genomes, this translates into the need for a largely unfeasible sequencing throughput.

Using our de novo genome assembly coupled with RNAseq data from flower buds, we have identified 113 genes that show significant morph-specific differential expression in both P. veris et P. vulgaris. Functional analysis of the list of candidate genes has revealed clusters of GO terms related to extracellular processes, cell growth and organization, and development of reproductive structures. Furthermore, our genome assembly shows that the B-function MADS box gene GLOBOSA has been duplicated in Primula, and we find that one of these copies (PveGLO2) is silenced in L-morph flower buds, but we still do not know if PveGLO2 is linked to the S-locus, and thus a suitable candidate gene for morph-specific floral development. Future work toward characterizing this candidate gene could involve resequencing both L- and S-morph plants to evaluate the presence of this gene in both morphs and identify morph-specific SNPs that can be tested for S-locus linkage in a mapping population.

Employing a bulk segregant analysis followed by high-resolution mapping, we identify six loci on four genome scaffolds that are tightly linked to the S-locus in P. veris. When examining these S-linked genome scaffolds as well as genome scaffolds carrying genes previously identified as linked to the S-locus, we find elevated heterozygosity in S-morph versus L-morph coding sequences, consistent with theoretical predictions. Future work toward defining the recombinational limits and genetic composition of the S-locus would benefit greatly from the construction of a linkage map using genetic markers anchored within genome scaffolds. Beyond characterizing the Primula S-locus, our de novo genome sequence will prove to be a valuable resource for marker design and the analysis of population genomic and phylogenomic data. The genomic resources presented here thus represent a significant leap forward in the development of P. veris et P. vulgaris as models in the study of distyly, climatic adaptation, and speciation genetics.


Practice with the Codon Chart

Another great way to increase your knowledge of protein synthesis and better prepare for protein synthesis worksheets is to practice with the codon chart. You can find the solutions in parenthesis after the example:

  1. CUU-CGU-AAU-UGG-AAG (leu-arg-asn-trp-lys)
  2. ACU-ACA-AGU-UGC-UUU (thr-thr-ser-cys-phe)
  3. AAC-AAG-GUC-GUC-AGG (asn-lys-val-ile-arg)

Protein synthesis is a complex, highly tuned process that enables life to flourish. Understanding it, from the DNA to the RNA to the amino acids, gives us a better appreciation for life itself. Use our protein synthesis worksheet practice questions to help you learn the ins and outs of protein synthesis and remember the informaion.


Voir la vidéo: Que signifie lacronyme LGBTQ2+? (Décembre 2022).