Published February 1, 2011
| Version v1
Publication
Open
Mutation of Rice<i>BC12/GDD1</i>, Which Encodes a Kinesin-Like Protein That Binds to a GA Biosynthesis Gene Promoter, Leads to Dwarfism with Impaired Cell Elongation
Creators
- 1. Institute of Botany
- 2. Chinese Academy of Sciences
- 3. University of Chinese Academy of Sciences
- 4. China National Rice Research Institute
- 5. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 6. Wuhan University
- 7. Institute of Genetics and Developmental Biology
- 8. China Agricultural University
- 9. National Center for Gene Research
Description
The kinesins are a family of microtubule-based motor proteins that move directionally along microtubules and are involved in many crucial cellular processes, including cell elongation in plants. Less is known about kinesins directly regulating gene transcription to affect cellular physiological processes. Here, we describe a rice (Oryza sativa) mutant, gibberellin-deficient dwarf1 (gdd1), that has a phenotype of greatly reduced length of root, stems, spikes, and seeds. This reduced length is due to decreased cell elongation and can be rescued by exogenous gibberellic acid (GA₃) treatment. GDD1 was cloned by a map-based approach, was expressed constitutively, and was found to encode the kinesin-like protein BRITTLE CULM12 (BC12). Microtubule cosedimentation assays revealed that BC12/GDD1 bound to microtubules in an ATP-dependent manner. Whole-genome microarray analysis revealed the expression of ent-kaurene oxidase (KO2), which encodes an enzyme involved in GA biosynthesis, was downregulated in gdd1. Electrophoretic mobility shift and chromatin immunoprecipitation assays revealed that GDD1 bound to the element ACCAACTTGAA in the KO2 promoter. In addition, GDD1 was shown to have transactivation activity. The level of endogenous GAs was reduced in gdd1, and the reorganization of cortical microtubules was altered. Therefore, BC12/GDD1, a kinesin-like protein with transcription regulation activity, mediates cell elongation by regulating the GA biosynthesis pathway in rice.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الكينسينات هي عائلة من البروتينات الحركية القائمة على الأنابيب الدقيقة التي تتحرك اتجاهيًا على طول الأنابيب الدقيقة وتشارك في العديد من العمليات الخلوية الحاسمة، بما في ذلك استطالة الخلايا في النباتات. لا يُعرف الكثير عن الكينسينات التي تنظم مباشرة نسخ الجينات للتأثير على العمليات الفسيولوجية الخلوية. هنا، نصف قزم الأرز (أوريزا ساتيفا) المتحول، الذي يعاني من نقص الجيبريلين (gdd1)، والذي يحتوي على نمط ظاهري بطول أقل بكثير من الجذر والسيقان والمسامير والبذور. ويرجع هذا الطول المنخفض إلى انخفاض استطالة الخلايا ويمكن إنقاذه عن طريق علاج حمض الجبريليك الخارجي. تم استنساخ GDD1 من خلال نهج قائم على الخريطة، وتم التعبير عنه بشكل أساسي، ووجد أنه يشفر البروتين الهش الشبيه بالكينسين CULM12 (BC12). كشفت فحوصات سد الأنابيب الدقيقة أن BC12/GDD1 مرتبط بالأنابيب الدقيقة بطريقة تعتمد على ATP. كشف تحليل المصفوفة الدقيقة للجينوم الكامل أن التعبير عن أوكسيديز إنت- كاورين (KO2)، الذي يشفر إنزيمًا متورطًا في التخليق الحيوي لـ GA، قد تم إلغاء تنظيمه في gdd1. كشفت تحولات الحركة الكهرومغناطيسية وفحوصات الترسيب المناعي للكروماتين أن GDD1 مرتبط بعنصر ACCAACTTGAA في مروج KO2. بالإضافة إلى ذلك، تبين أن GDD1 لديه نشاط تعميمي. تم تقليل مستوى GAs الذاتية في gdd1، وتم تغيير إعادة تنظيم الأنابيب الدقيقة القشرية. لذلك، فإن BC12/GDD1، وهو بروتين يشبه الكينسين مع نشاط تنظيم النسخ، يتوسط استطالة الخلايا من خلال تنظيم مسار التخليق الحيوي GA في الأرز.Translated Description (French)
Les kinésines sont une famille de protéines motrices à base de microtubules qui se déplacent dans la direction le long des microtubules et sont impliquées dans de nombreux processus cellulaires cruciaux, y compris l'élongation cellulaire chez les plantes. On en sait moins sur les kinésines régulant directement la transcription des gènes pour affecter les processus physiologiques cellulaires. Ici, nous décrivons un mutant du riz (Oryza sativa), nain déficient en gibbérelline1 (gdd1), qui a un phénotype de longueur considérablement réduite des racines, des tiges, des épis et des graines. Cette longueur réduite est due à une diminution de l'allongement cellulaire et peut être sauvée par un traitement à l'acide gibbérellique exogène (GA₃). GDD1 a été cloné par une approche basée sur une carte, a été exprimé de manière constitutive et s'est avéré coder pour la protéine CASSANTE de type kinésine CULM12 (BC12). Les essais de sédimentation des microtubules ont révélé que BC12/GDD1 se liait aux microtubules de manière dépendante de l'ATP. L'analyse des microréseaux du génome entier a révélé que l'expression de l'ent-kaurène oxydase (KO2), qui code pour une enzyme impliquée dans la biosynthèse de l'AG, était régulée à la baisse dans gdd1. Les tests de mobilité électrophorétique et d'immunoprécipitation de la chromatine ont révélé que GDD1 se liait à l'élément ACCAACTTGAA dans le promoteur KO2. De plus, il a été démontré que GDD1 avait une activité de transactivation. Le niveau d'AG endogènes a été réduit dans gdd1, et la réorganisation des microtubules corticaux a été modifiée. Par conséquent, BC12/GDD1, une protéine de type kinésine ayant une activité de régulation de la transcription, induit l'élongation cellulaire en régulant la voie de biosynthèse de l'AG dans le riz.Translated Description (Spanish)
Las cinesinas son una familia de proteínas motoras basadas en microtúbulos que se mueven direccionalmente a lo largo de los microtúbulos y están involucradas en muchos procesos celulares cruciales, incluida la elongación celular en las plantas. Se sabe menos sobre las cinesinas que regulan directamente la transcripción de genes para afectar los procesos fisiológicos celulares. Aquí, describimos un mutante de arroz (Oryza sativa), enano deficiente en giberelina1 (gdd1), que tiene un fenotipo de longitud muy reducida de raíz, tallos, espigas y semillas. Esta longitud reducida se debe a la disminución del alargamiento celular y puede rescatarse mediante el tratamiento con ácido giberélico exógeno (GA₃). GDD1 se clonó mediante un enfoque basado en mapa, se expresó constitutivamente y se descubrió que codificaba la proteína FRÁGIL de tipo cinesina CULM12 (BC12). Los ensayos de cosedimentación de microtúbulos revelaron que BC12/GDD1 se unía a los microtúbulos de una manera dependiente de ATP. El análisis de micromatrices de genoma completo reveló que la expresión de ent-kaureno oxidasa (KO2), que codifica una enzima involucrada en la biosíntesis de GA, estaba regulada negativamente en gdd1. Los ensayos de cambio de movilidad electroforética e inmunoprecipitación de cromatina revelaron que GDD1 se unió al elemento ACCAACTTGAA en el promotor de KO2. Además, se demostró que GDD1 tiene actividad de transactivación. El nivel de AG endógenos se redujo en gdd1 y se alteró la reorganización de los microtúbulos corticales. Por lo tanto, BC12/GDD1, una proteína similar a la cinesina con actividad de regulación de la transcripción, media la elongación celular al regular la vía de biosíntesis de GA en el arroz.Files
plcell_v23_2_628.pdf.pdf
Files
(93 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
|
93 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يؤدي تحور الأرز<i>BC12/</i>GDD1، الذي يشفر بروتينًا شبيهًا بالكينسين يرتبط بمروج جين التخليق الحيوي GA، إلى التقزم مع ضعف استطالة الخلايا
- Translated title (French)
- Mutation du riz<i>BC12/GDD1, qui</i> code pour une protéine semblable à la kinésine qui se lie à un promoteur du gène de biosynthèse GA, conduit au nanisme avec une altération de l'élongation cellulaire
- Translated title (Spanish)
- La mutación de<i> BC12/GDD1 de arroz</i>, que codifica una proteína similar a la quinesina que se une a un promotor génico de la biosíntesis de GA, conduce al enanismo con elongación celular alterada
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2145206042
- DOI
- 10.1105/tpc.110.081901
References
- https://openalex.org/W1498549914
- https://openalex.org/W1507221280
- https://openalex.org/W1569736734
- https://openalex.org/W1816276381
- https://openalex.org/W1963750536
- https://openalex.org/W1964368719
- https://openalex.org/W1967404733
- https://openalex.org/W1968372907
- https://openalex.org/W1971943943
- https://openalex.org/W1972974768
- https://openalex.org/W1977538567
- https://openalex.org/W1988549734
- https://openalex.org/W1996753124
- https://openalex.org/W1999450381
- https://openalex.org/W2002694127
- https://openalex.org/W2002950769
- https://openalex.org/W2005228070
- https://openalex.org/W2015558511
- https://openalex.org/W2017769716
- https://openalex.org/W2027787863
- https://openalex.org/W2029845026
- https://openalex.org/W2039973307
- https://openalex.org/W2040156014
- https://openalex.org/W2049195203
- https://openalex.org/W2052821301
- https://openalex.org/W2061272721
- https://openalex.org/W2064323577
- https://openalex.org/W2073399226
- https://openalex.org/W2073643304
- https://openalex.org/W2073797039
- https://openalex.org/W2085102956
- https://openalex.org/W2086833184
- https://openalex.org/W2089647411
- https://openalex.org/W2098217287
- https://openalex.org/W2099552901
- https://openalex.org/W2100435459
- https://openalex.org/W2100617768
- https://openalex.org/W2108723978
- https://openalex.org/W2109203774
- https://openalex.org/W2110975457
- https://openalex.org/W2111661564
- https://openalex.org/W2118433890
- https://openalex.org/W2123037553
- https://openalex.org/W2125121305
- https://openalex.org/W2130254242
- https://openalex.org/W2136069633
- https://openalex.org/W2137822844
- https://openalex.org/W2140883952
- https://openalex.org/W2141297181
- https://openalex.org/W2142967323
- https://openalex.org/W2146553913
- https://openalex.org/W2148185400
- https://openalex.org/W2153494230
- https://openalex.org/W2156850899
- https://openalex.org/W2160567919
- https://openalex.org/W2163628867
- https://openalex.org/W2164149251
- https://openalex.org/W2166434216
- https://openalex.org/W2168813941
- https://openalex.org/W2171005590
- https://openalex.org/W2467870171