A minus-end directed kinesin motor directs gravitropism in Physcomitrella patens.
A minus-end directed kinesin motor directs gravitropism in Physcomitrella patens.
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DOI：
10.1038/s41467-021-24546-2
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发表时间：
2021-07-22
影响因子：
16.6
通讯作者：
Chen H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li Y;Deng Z;Kamisugi Y;Chen Z;Wang J;Han X;Wei Y;He H;Terzaghi W;Cove DJ;Cuming AC;Chen H
重力是调节植物定向生长和形态发生的关键环境因素，向地性是植物感知和响应重力矢量的过程。细胞骨架被认为在向地性中发挥重要作用，但其潜在机制尚不清楚。在这里，我们使用小立碗藓中的遗传筛选来鉴定 GTRC 位点，该位点在突变时会逆转原蛋白向地性的方向。 GTRC 编码一种负端定向的 KCHb 驱动蛋白，其 N 端、C 端和运动域对于转导重力信号都是必需的。 GTRC/KCHb 和 KCHa 之间的嵌合分析揭示了 GTRC N 末端在向地性中的独特作用。进一步的研究表明，重力触发的原丝体尖端肌动蛋白丝的正常不对称分布取决于 GTRC。因此，我们的工作确定了一种基于微管的细胞马达，它通过介导肌动蛋白丝的不对称分布来确定植物向地性的方向。向地性是植物感知和响应重力的过程。在这里，作者在苔藓小立碗藓中发现了重力触发的肌动蛋白丝重排和负向重力反应所需的负端定向驱动蛋白，从而通过肌动蛋白将基于微管的细胞运动与向重力性联系起来。
Gravity is a critical environmental factor regulating directional growth and morphogenesis in plants, and gravitropism is the process by which plants perceive and respond to the gravity vector. The cytoskeleton is proposed to play important roles in gravitropism, but the underlying mechanisms are obscure. Here we use genetic screening in Physcomitrella patens, to identify a locus GTRC, that when mutated, reverses the direction of protonemal gravitropism. GTRC encodes a processive minus-end-directed KCHb kinesin, and its N-terminal, C-terminal and motor domains are all essential for transducing the gravity signal. Chimeric analysis between GTRC/KCHb and KCHa reveal a unique role for the N-terminus of GTRC in gravitropism. Further study shows that gravity-triggered normal asymmetric distribution of actin filaments in the tip of protonema is dependent on GTRC. Thus, our work identifies a microtubule-based cellular motor that determines the direction of plant gravitropism via mediating the asymmetric distribution of actin filaments. Gravitropism is the process by which plants perceive and respond to gravity. Here the authors identify a minus-end-directed kinesin required for gravity-triggered actin filament rearrangement and negative gravitropic response in the moss Physcomitrella patens, thus linking a microtubule-based cellular motor to gravitropism via actin.
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DOI：
10.1111/j.1365-313x.2008.03637.x
发表时间：
2008-12
期刊：
The Plant journal : for cell and molecular biology
影响因子：
--
作者：
Kamisugi Y;von Stackelberg M;Lang D;Care M;Reski R;Rensing SA;Cuming AC
通讯作者：
Cuming AC
影响因子：
7.2
作者：
Lang, Daniel;Ullrich, Kristian K.;Rensing, Stefan A.
通讯作者：
Rensing, Stefan A.
影响因子：
7.4
作者：
Bibeau, Jeffrey P.;Kingsley, James L.;Vidali, Luis
通讯作者：
Vidali, Luis
影响因子：
11.6
作者：
Hiwatashi, Yuji;Sato, Yoshikatsu;Doonan, John H.
通讯作者：
Doonan, John H.
DOI：
10.1007/bf00290643
发表时间：
1991-11-01
期刊：
MOLECULAR & GENERAL GENETICS
影响因子：
--
作者：
KNIGHT, CD;FUTERS, TS;COVE, DJ
通讯作者：
COVE, DJ