Bitkilerde iki moleküler anahtar arasındaki bağlantı incelendi
RAB5-ROP7 sinyal yolu, bitkilerde hücre içi süreçlerin ve polen gelişiminin nasıl koordine edildiğine dair yeni bilgiler sunuyor. Japonya’daki National Institute for Basic Biology (NIBB) öncülüğünde çalışan araştırmacılar, Arabidopsis thaliana adlı model bitkide iki farklı küçük GTPaz türünü birbirine bağlayan bir mekanizma tanımladı.
Çalışmaya göre REAP1/SWAP70 adlı protein, hücre içi zar taşınmasında rol alan RAB5 ile bitkilere özgü ROP küçük GTPaz ailesinin bir üyesi olan ROP7 arasında moleküler köprü görevi görüyor. Bulgular, Nature Plants dergisinde yayımlandı.
Küçük GTPazlar, hücrelerde moleküler anahtar gibi çalışan proteinler olarak tanımlanıyor. Hücre içi taşınma ve hücre şeklinin oluşumu gibi çok sayıda süreçte rol alıyorlar. Hayvan hücrelerinde farklı küçük GTPaz aileleri arasındaki iletişim daha önce ortaya konmuştu. Bitkilerde ise bu ailelerin birbirleriyle nasıl bağlantı kurduğu büyük ölçüde belirsizdi.
REAP1, RAB5 ile ROP7’yi bir araya getiriyor
Araştırmacılar, REAP1’in hem bitkilere özgü RAB5 üyesi ARA6 ile hem de ökaryotlarda yaygın olarak korunan klasik RAB5 proteinleriyle etkileşime girdiğini belirledi.
REAP1, zar taşınmasının merkezlerinden biri olarak görev yapan endozomlarda bulunuyor. Proteinin bu hücresel bölgelere yerleşmesinin, hem RAB5 ile etkileşimlerine hem de belirli zar lipitlerine bağlı olduğu bildirildi.
Ekip, REAP1’in ROP7 ile de bağlandığını tespit etti. RAB5’in fazla üretilmesi, ROP7’nin endozomlara taşınmasını destekledi. Ancak REAP1 bulunmayan hücrelerde bu taşınma gerçekleşmedi. Bu sonuçlar, REAP1’in RAB5 ve ROP7 arasındaki bağlantıyı kuran protein olduğunu gösteriyor.
Sinyal ağındaki bozulma polen gelişimini etkiledi
Araştırmada, RAB5 ve ROP7 işlevlerinin aynı anda azaltılmasının polen gelişiminde sorunlarla bağlantılı olduğu görüldü. Bozulmalar, polenin tek hücreli aşamadan iki hücreli aşamaya geçtiği dönemde ortaya çıktı.
Bu durumda normal biçimde olgunlaşamayan polen tanelerinin sayısı arttı. Bulgular, RAB5 ile ROP7 arasındaki REAP1 aracılı iletişimin bitki üremesine katkı sağladığını ortaya koyuyor.
Bitkilere özgü GTPaz sistemleri arasındaki iletişim
Bitkiler, evrimleri boyunca kendilerine özgü küçük GTPaz grupları geliştirdi. ARA6, RAB5 ailesinin bitkiye özgü bir üyesi olarak öne çıkarken; ROP proteinleri de Rho ailesi içinde bitkilere özgü bir grup oluşturuyor.
Çalışmanın ilk yazarı ve eş sorumlu yazarı Emi Ito, küçük GTPazların ökaryotlarda yaygın biçimde korunduğunu, ancak bitkilerin bu proteinlerin kendilerine özgü çeşitlerini de geliştirdiğini belirtti. Ito’ya göre araştırmanın dikkat çeken yönü, bitkilerin de farklı küçük GTPazlar arasındaki iletişimi kullanması.
Araştırmacılar, farklı organizmalarda küçük GTPazların birbirine bağlanmasının, değişik hücresel süreçleri eşgüdümlemek için etkili bir yol olabileceği ihtimaline işaret ediyor. Bu çalışma ise bitkilerin üreme için gerekli hücresel süreçleri koordine eden, birbirine bağlı kendi sinyal ağlarını geliştirdiğini gösteren yeni bulgular sunuyor.
