シロイヌナズナのバッグタンパク質ファミリーの識別と機能的特性評価

哺乳類のプログラムされた細胞死を制御する遺伝子は、広い進化距離にわたって保存されています。植物細胞はアポトーシス様細胞死を受ける可能性がありますが、アポトーシスの哺乳類調節因子の植物ホモログは、一般的には発見されていません。これは、アポトーシスの動物と推定植物調節因子の間の主要な配列保存の欠如に一部起因しています。したがって、アポトーシス調節因子の機能的植物ホモログを見つけるには、配列を超えた代替アプローチが必要です。ここでは、高度なバイオインフォマティックツールを使用して、バッグタンパク質のシロイヌナズナファミリーを明らかにする結果を提示します。哺乳類の袋（BCL-2関連のアタノゲン）タンパク質は、増殖から成長停止および細胞死まで、多様なプロセスを調節するシャペロン調節因子のファミリーです。このようなタンパク質は、HSP70およびHSC70タンパク質と直接相互作用して活性を調節する保存されたバッグドメインによって区別されます。シロイヌナズナのゲノムシーケンスの検索により、バッグタンパク質ファミリーの7つのホモログが明らかになりました。さらに、植物袋のファミリーは、病原体の攻撃から非生物的ストレスや発達に至るまでのアポトーシスのようなプロセスを調節するため、動物のカウンターパートに多機能性があり、非常に類似していることを示しています。

The genes that control mammalian programmed cell death are conserved across wide evolutionary distances. Although plant cells can undergo apoptosis-like cell death, plant homologs of mammalian regulators of apoptosis have, in general, not been found. This is in part due to the lack of primary sequence conservation between animal and putative plant regulators of apoptosis. Thus, alternative approaches beyond sequence similarities are required to find functional plant homologs of apoptosis regulators. Here, we present the results of using advanced bioinformatic tools to uncover the Arabidopsis family of BAG proteins. The mammalian BAG (Bcl-2-associated athanogene) proteins are a family of chaperone regulators that modulate a number of diverse processes ranging from proliferation to growth arrest and cell death. Such proteins are distinguished by a conserved BAG domain that directly interacts with Hsp70 and Hsc70 proteins to regulate their activity. Our searches of the Arabidopsis thaliana genome sequence revealed seven homologs of the BAG protein family. We further show that plant BAG family members are also multifunctional and remarkably similar to their animal counterparts, as they regulate apoptosis-like processes ranging from pathogen attack to abiotic stress and development.