シロイヌナズナの昼寝とPIRは、アクチンベースの細胞形態形成と複数の発達プロセスを調節します

アクチンの細胞骨格は、アクチン重合の時間、位置、および範囲の動的な調節を通じて細胞プロセスを媒介します。アクチン重合は、ARP2/3複合体を含むものを含む、いくつかのタイプの進化的に保存されたタンパク質によって制御されます。動物細胞では、ARP2/3活性は、波/瘢痕タンパク質、PIR121、NAP125、およびその他のタンパク質を含む波錯体によって調節されます。波錯体の活性は、波/瘢痕タンパク質によるArp2/3活性化につながるRho-GtPaseを介したシグナル伝達によって調節されます。このレポートでは、NAPおよびPIRタンパク質をコードするシロイヌナズナ（シロイヌナズナ）遺伝子を説明します。光成長したATNAP-1およびATPIR-1変異植物は、葉、花序、シリケ、種子セットの表現型の変化を示しました。暗く成長したATNAP-1およびATPIR-1の苗木は、より長い根、脱骨形成とGLC応答の促進、および野生型の甲状腺類よりも短い厚い胚軸も示し、ATNAPとATPIRがさまざまな成長および発達プロセスに関与していることを示しています。ATNAPおよびATPIRの変異は、ARP2/3サブユニットの変異体および構成的活性ROP2 GTPaseを発現する植物で見られる子葉舗装細胞およびトリコームの細胞形態欠陥を引き起こしました。ATNAP-1およびATPIR-1変異体トリコーム細胞および表皮舗装細胞の形態で観察されるアクチン重合のパターンとレベルは、シロイヌナズナの昼寝およびPIRタンパク質と一致しており、ARP2/3活性を活性化する波の複合体を形成します。ATNAPおよびATPIR変異体の複数の成長と発達の表現型は、トリコーム細胞の成長を調節することに加えて、これらのタンパク質が幅広い細胞機能にも必要であることを明らかにしています。

The actin cytoskeleton mediates cellular processes through the dynamic regulation of the time, location, and extent of actin polymerization. Actin polymerization is controlled by several types of evolutionarily conserved proteins, including those comprising the ARP2/3 complex. In animal cells ARP2/3 activity is regulated by WAVE complexes that contain WAVE/SCAR proteins, PIR121, Nap125, and other proteins. The activity of the WAVE complex is regulated by Rho-GTPase-mediated signaling that leads to ARP2/3 activation by WAVE/SCAR proteins. We describe in this report Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) genes encoding Nap and PIR proteins. Light-grown Atnap-1 and Atpir-1 mutant plants displayed altered leaf, inflorescence, silique, and seed set phenotypes. Dark-grown Atnap-1 and Atpir-1 seedlings also exhibited longer roots, enhanced skotomorphogenesis and Glc responses, and shorter thicker hypocotyls than those of wild type, showing that AtNAP and AtPIR participate in a variety of growth and developmental processes. Mutations in AtNAP and AtPIR caused cell morphology defects in cotyledon pavement cells and trichomes seen in mutants in ARP2/3 subunits and in plants expressing constitutively active Rop2 GTPase. The patterns and levels of actin polymerization observed in Atnap-1 and Atpir-1 mutant trichome cells and epidermal pavement cell morphology is consistent with Arabidopsis NAP and PIR proteins forming a WAVE complex that activates ARP2/3 activity. The multiple growth and developmental phenotypes of Atnap and Atpir mutants reveals these proteins are also required for a wider variety of cellular functions in addition to regulating trichome cell growth.