エンドサイトーシスと人身売買に対する特異的および非特異的なオーキシン効果の体系的な分析

植物ホルモンのオーキシンと組織を通るその方向輸送は、集中的に研究されています。ただし、ピンオーキシントランスポーターのエンドサイトーシスと極分布に関するオーキシンを介したフィードバックの機械的理解は、矛盾した観察と解釈のために限られたままです。ここでは、最先端の方法を使用して、ピンエンドサイトーシスの人身売買に対するオーキシン効果を再検討しました。特異的効果を区別するために、天然インドール-3-酢酸（IAA）および合成ナフタレン酢酸（NAA）オーキシンの低濃度と短い治療とより低い濃度と短い治療と比較して、高いオーキシン濃度または長い治療を使用しました。両方のオーキシンのより長い治療は、ブレフェルディンAを介した細胞内PIN2蓄積と、内膜区画の一般的な凝集を妨害します。NAA治療により、エンドサイトーシストレーサー染料、FM4-64の内在化が減少しました。しかし、NAA治療は、初期エンドソーム/トランスゴルジネットワークの数、分布、およびコンパートメントの同一性にも影響を与え、高NAA濃度でのFM4-64エンドサイトーシスアッセイを信頼できないものにしました。内膜システムに影響を与えるNAAおよびIAAのこれらの非特異的効果を回避するために、血漿膜（PM）でエンドサイトーシスイベントを直接視覚化する代替アプローチを選択しました。内部反射全体の蛍光顕微鏡を使用して、クラスリン病巣の発生率とダイナミクスに対するIAAまたはNAA治療の有意な効果は見られず、これらの治療が全体的なエンドサイトーシス率に影響を与えないことを意味します。ただし、NAAとIAAの両方が低濃度の両方で、PMからの光変換PIN2のエンドサイトーシスを迅速かつ特異的に促進しました。これらの分析は、PIN2エンドサイトーシスに対するNAAとIAAの特定の効果を特定し、したがって、その極性の維持に寄与し、さらに高いオーキシンレベルが人身売買および内膜コンパートメントに非特異的な影響を与えることを示しています。

The phytohormone auxin and its directional transport through tissues are intensively studied. However, a mechanistic understanding of auxin-mediated feedback on endocytosis and polar distribution of PIN auxin transporters remains limited due to contradictory observations and interpretations. Here, we used state-of-the-art methods to reexamine the auxin effects on PIN endocytic trafficking. We used high auxin concentrations or longer treatments versus lower concentrations and shorter treatments of natural indole-3-acetic acid (IAA) and synthetic naphthalene acetic acid (NAA) auxins to distinguish between specific and nonspecific effects. Longer treatments of both auxins interfere with Brefeldin A-mediated intracellular PIN2 accumulation and also with general aggregation of endomembrane compartments. NAA treatment decreased the internalization of the endocytic tracer dye, FM4-64; however, NAA treatment also affected the number, distribution, and compartment identity of the early endosome/trans-Golgi network, rendering the FM4-64 endocytic assays at high NAA concentrations unreliable. To circumvent these nonspecific effects of NAA and IAA affecting the endomembrane system, we opted for alternative approaches visualizing the endocytic events directly at the plasma membrane (PM). Using total internal reflection fluorescence microscopy, we saw no significant effects of IAA or NAA treatments on the incidence and dynamics of clathrin foci, implying that these treatments do not affect the overall endocytosis rate. However, both NAA and IAA at low concentrations rapidly and specifically promoted endocytosis of photo-converted PIN2 from the PM. These analyses identify a specific effect of NAA and IAA on PIN2 endocytosis, thus, contributing to its polarity maintenance and furthermore illustrate that high auxin levels have nonspecific effects on trafficking and endomembrane compartments.