Identificatie van celwand liganden voor ERULUS, een regulator van wortelhaargroei.

Plantencelgroei is afhankelijk van het gecontroleerd lossen/verstevigen van de celwand, hetgeen resulteert in een matrix die niet te rigide, noch te zwak is. Planten hebben celwand-bindende receptor eiwitten ontwikkeld om de celwand samenstelling te monitoren en controleren. De Catharanthus roseus Receptor-like Kinase 1-like (CrRLK1L) familie van planteneiwitten heeft hierbij veel aandacht gekregen. Verschillende CrRLK1L eiwitten controleren celgroei door het monitoren van de celwand status tijdens expansie. Desalniettemin blijven de mechanismen die aan de basis liggen van CrRLK1L signalisatie slecht begrepen. Met als doel het verder karakteriseren van CrRLK1L signalisatie identificeerden we ERULUS (ERU), een belangrijke regulator van wortelhaarcel elongatie en een putatieve sensor van celwand rigiditeit. ERU knock-out wortelharen zijn kort en gezwollen, en vertonen drastische defecten in de compositie van de celwand, en pectine (een celwand polysacharide) modificatie en dynamieken. De mate van pectine methylesterificatie is direct gerelateerd aan de mate van celwand rigiditeit. Aldus moeten pectine modificaties continu gemonitord en bijgestuurd worden om celgroei aan te houden. Het ERU extracellulaire domein gelijkt sterk op dat van de CrRLK1Ls BUDDHAS PAPER SEAL ½ (BUPS1/2), dewelke pectine binding in vitro. Daarenboven verloopt ERU-gecontroleerde wortelhaargroei via het CrRLK1L FERONIA (FER), dewelke ook pectine bindt. Samen bieden deze data een sterke basis voor een directe ERU-celwand interactie. Hier stellen we voor om een breedspectrum glycoarray te gebruiken om te screenen voor ERU-specifieke celwand liganden. Deze methode is reeds gebruikt voor het identificeren/karakteriseren van antilichaam specificiteit, koolhydraat-bindende modules en celwand modificerende enzymen. De procedure bestaat uit het kloneren en heteroloog tot expressie brengen van een His6- en GST-geconjugeerd ERU extracellulair domein, en vervolgens de array analyse met het bacteriële extract dat het oplosbare recombinante eiwit bevat. Het protocol omvat weinig risico's, is simpel en betaalbaar (vergt geen eiwit opschaling en zuivering). Daarenboven kan het geconjugeerde eiwit construct ingezet worden voor een verscheidenheid aan andere applicaties die als doel hebben het identificeren van eiwit-eiwit en eiwit-celwand interacties. Dit experiment zal uitgevoerd worden gedurende een twee maand durende onderzoekverblijf, en zal belangrijke expertise binnenbrengen in de IMPRES onderzoeksgroep. Daarnaast is het resultaat van dit experiment instrumenteel voor ons lopende onderzoek en cruciaal voor het beter begrijpen van celwand monitoring tijdens plantencelgroei.

Trefwoorden:KINASE, CELWAND, PLANTENGROEIREGULATIE, PLANTENCELBIOLOGIE

Disciplines:Cel- en moleculaire biologie van planten