Overexpression of TWO-IN-ONE Domains Inhibits Cytokinesis in Arabidopsis
Overexpression of TWO-IN-ONE Domains Inhibits Cytokinesis in Arabidopsis
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二合一结构域的过度表达抑制拟南芥中的细胞分裂
DOI：
10.1007/s12374-022-09353-6
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发表时间：
2022
影响因子：
2.9
通讯作者：
Oh S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Oh S
进行胞质分裂的植物细胞在子核之间建立一个细胞板，并将其向亲本质膜离心扩张。这一过程是由成膜体实现的，成膜体是一种基于植物特异性和高度动态微管（MT）的阵列。在拟南芥中描述了成膜体扩增所需的由TWO-IN-ONE（TIO）和两个Kinesin-12成员组成的信号模块。TIO是一种高度保守的融合激酶，在胞质分裂中具有不同的植物特异性作用。TIO具有两个保守结构域，N-末端激酶和C-末端ARM/HEAT结构域，其对于成膜体MT+末端相关驱动蛋白-12A和-12B的功能和相互作用至关重要。在这里，我们进一步探讨了TIO结构域在过表达方法中对胞质分裂的重要性。此外，通过取代两个不变的苏氨酸和丝氨酸残基验证了激酶结构域中推定的激活环的功能。表型分析表明，过度表达的结构域严重干扰花粉和体细胞的胞质分裂。此外，测量配子体胞质分裂intio-3 null突变体背景的拯救水平揭示了推定的激酶激活环是TIO功能所需的，并且可能通过可逆的磷酸化作用来操作。因此，本研究加深了对TIO信号传导和胞质分裂中结构域功能的理解。
Plant cells undergoing cytokinesis build a cell plate between daughter nuclei and expand it centrifugally toward the parental plasma membrane. This process is enabled by the phragmoplast, a plant-specific and highly dynamic microtubule (MT)-based array. A signaling module required for phragmoplast expansion consisting of TWO-IN-ONE (TIO) and two Kinesin-12 members is described inArabidopsis thaliana. TIO is a deeply conserved Fused kinase that has a divergent plant-specific role in cytokinesis. TIO has two conserved domains, the N-terminal kinase and the C-terminal ARM/HEAT domains, which are crucial for function and interaction with the phragmoplast MT plus-end associated Kinesin-12A and -12B. Here, we further explored the importance of TIO domains for cytokinesis in an overexpression approach. In addition, the functionality of a putative activation loop in the kinase domain was validated by substituting two invariant threonine and serine residues. Phenotypic analysis reveals that overexpression of the domains severely interferes with cytokinesis in pollen and in somatic cells. Furthermore, measuring the level of rescue for gametophytic cytokinesis intio-3null mutant background reveals that the putative kinase activation loop is required for TIO function and likely operates via reversible phosphorylations. Therefore, this study enhances understanding of TIO signaling and domain functions in cytokinesis.
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