Siden sidst: En pæn håndfuld

Siden sidst dækker denne gang perioden fra april til september, og har givet os en pæn håndfuld artikler at vælge imellem. Der bliver denne gang plads en historie om signaleringsmekanismer i planters immunforsvar.

MAP kinase signalering i planters immunforsvar

The MAP kinase substrate MKS1 is a regulator of plant defense responses

EMBO J. 24, 2579 – 2589 (2005)
E Andreasson, T Jenkins, P Brodersen, S Thorgrimsen, N Petersen, S Zhu, J-L Qiu, P Micheelsen, A Rocher, M Petersen, M-A Newman, HB Nielsen, H Hirt, I Somssich, O Mattsson, J Mundy. Københavns Universitet; Max Planck Institut für Züchtungsforschung, Köln, D; University of Vienna, Österreich.

MAP kinaser er en gruppe af protein kinaser, som findes i alle eukaryote organismer. De spiller vigtige roller i koordineringen af cellers respons til såvel indre udviklingsrelaterede signaler som udefrakommende stress. Eksempelvis spiller MAP kinaser en vigtig rolle i aktiveringen af visse dele af insekters og pattedyrs immunforsvar - et af miltbrandbakteriens farlige våben er netop at lamme MAP kinase moduler, så immunresponset forsinkes. Også i modelplanten Arabidopsis har man fundet, at mindst tre af de 20 MAP kinase isoformer er involveret i regulering af immunforsvarets aktivitet i forbindelse med infektioner.

Hvad der præcist karakteriserer den immune tilstand hos planter er endnu ikke helt klarlagt, men man ved, at lokaliseret programmeret celledød omkring infektionssteder, cellevægsforstærkninger, produktion af antimikrobielle polypeptider samt deciderede lavmolekylære antibiotika alle bidrager til at opnå resistens mod pathogener. Forskellige klasser af pathogener – parasitter (biotrofer), der udnytter levende planteceller, og ”muggers” (nekrotrofer), der slår værtsceller ihjel og lever af frigivne næringsstoffer fra døde celler – aktiverer forskellige grene af planters immunforsvar, der munder ud i produktion af separate sæt af antimikrobielle proteiner. Signaleringsvejene impliceret i de to grene af immunforsvaret er forskellige, således at det biotrofe respons er medieret af hormonet salicylsyre (SA), mens det nekrotrofe respons er medieret af hormonerne jasmonsyre og ethylen (JA/ET). Disse to grene er dog ikke uafhængige af hinanden, idet der er gensidige antagonistiske påvirkinger mellem dem.

Forfatterne har tidligere fundet, at en bestemt Arabidopsis MAP kinase (MPK4) er involveret i at regulere balancen mellem disse to forsvarssystemer, således at mpk4 mutanter konstitutivt aktiverer den SA afhængige gren, men er blokeret i aktiveringen af den JA/ET afhængige gren. I dette arbejde karakteriseres de signaleringsmekanismer, der bidrager til repression af den SA afhængige gren i vildtype planter, i større detalje. De bruger to-hybrid screening til at finde et protein (MKS1), der binder til MPK4, men ikke til andre MAPK isoformer, og de viser, at dette protein er et MPK4 substrat in vitro og in vivo, og at begge proteiner hovedsagelig findes i kernen. RNAi knockdown forsøg viser, at MKS1 er nødvendig for den konstitutive SA-aktivering, der observeres i mpk4 mutanter, og MKS1 overekspression er tilstrækkelig til at aktivere det SA afhængige forsvar. Derimod observeres ingen fænotyper i forbindelse med den JA/ET afhængige forsvarsgren, hvilket understøttes af et komparativt microarray eksperiment, der viser at et stort SA-relateret gensæt er påvirket i både mpk4 mutanter of MKS1 overekspressorer, mens et JA/ET relateret gensæt kun er påvirket i mpk4 mutanter.

Hvordan virker MKS1 i forsvarsreguleringen? Proteinet har ingen kendte domæner eller klare tegn på katalytisk aktivitet, så forfatterne går videre med to-hybrid lykken, og finder to transkriptionsfaktorer, der specifikt binder til MKS1. Knockout af en af disse faktorer giver svage SA-relaterede forsvarsfænotyper, og det er således muligt, at mekanismen bag MPK4 regulering af det SA afhængige forsvar involverer kobling af MAP kinasen til specifikke transkriptionsfaktorer via MKS1.

Andre artikler

Role of Endocytosis in Cellular Uptake of Sex Steroids

Cell 122, 751-762 (2005)
A Hammes, TK. Andreassen, R Spoelgen, J Raila, N Hubner, H Schulz, J Metzger, F J. Schweigert, PB. Luppa, A Nykjaer, TE. Willnow. Aarhus Universitet; Max-Delbrueck-Center for Molecular Medicine, Berlin, D; University of Potsdam, D; Technical University, Munich, D.

Proteome Analysis of Separated Male and Female Gametocytes Reveals Novel Sex-Specific Plasmodium Biology

Cell 121, 675-687 (2005)
SM. Khan, B Franke-Fayard, G Mair, E Lasonder, C J. Janse, M Mann, AP. Waters. Odense Universitet; Leiden University Medical Centre,  NL;University of Nijmegen, NL.

Mechanism of Divergent Growth Factor Effects in Mesenchymal Stem Cell Differentiation  

Science  308, 1472-1475  (2005)
I Kratchmarova, B Blagoev, M Haack-Sorensen, M  Kassem, M  Mann. Odense Universitet

An mRNA Is Capped by a 2’, 5’ Lariat Catalyzed by a Group I-Like Ribozyme  

Science 309, 1584-1587 (2005)
H Nielsen, E Westhof, S Johansen. Københavns Univsersitet, Panum Instituttet; University of Tromsø, Norway; Université Louis Pasteur, France.

Dynamic assembly and sustained retention of 53BP1 at the sites of DNA damage are controlled by Mdc1/NFBD1

J Cell Biol.170, 201-11 (2005)
S Bekker-Jensen, C Lukas, F Melander, J Bartek, J Lukas. Kræftens Bekæmpelse

Calcium Ions Effectively Enhance the Effect of Antisense Peptide Nucleic Acids Conjugated to Cationic Tat and Oligoarginine Peptides

Chemistry and Biology 12, 923-929 (2005)
T Shiraishi, S Pankratova, P Nielsen. Københavns Universitet, Panum Instituttet. 

Structural determinants of agonist-specific kinetics at the ionotropic glutamate receptor 2

PNAS 102, 12053-12058 (2005)
M Holm, ML Lunn, S Traynelis, J Kastrup, J Egebjerg. Aarhus Universitet; Pharmaceutisk Højskole; Lundbeck.

Two CD1 genes map to the chicken MHC, indicating that CD1 genes are ancient and likely to have been present in the primordial MHC

PNAS 2005 102: 8668-8673
J Salomonsen, M Rathmann Sørensen, DA Marston, SL Rogers, T Collen, A van Hateren, ALSmith, RK Beal, K Skjødt, J Kaufman. Royal Veterinary and Agricultural University, Institute for Animal Health, Compton, Berks, United Kingdom; University of Southern Denmark, Odense.