The broad scientific aim of our res

The broad scientific aim of our research group is to study regulatory mechanisms underlying the flawless progress of male gametophyte development and function. We are interested in both regulatory levels: transcription and translation. Our model systems are pollen and pollen tubes of Arabidopsis thaliana and Nicotiana tabacum.
Research topics
1) Regulation of transcription. Our broad scientific aim is to extend the field traditionally studied in the IEB AS CR, the regulation of male gametophyte development, by opening the area of global regulation of gametophytic developmental program. The particular focus is on transcription factors and their regulatory networks that control haploid male gametophyte development in particular phases. Moreover, we are interested in identification of regulatory cis-elements in promoters of male gametophyte-expressed genes controlling their specific expression pattern.

2) Regulation of translation. This traditional field denotes the investigation of mechanisms of translational repression of stored pollen-specific transcripts in developing pollen and their controlled activation after pollen germination in tobacco. Stored mRNAs were shown to be sequestered in a form of so-called EPP particles (Honys et al. 2009). Surprisingly, these particles contain whole translational machinery and are involved also in mRNA activation and protein maturation and localisation. We are now studying the dynamic structure and precise function of EPP particles throughout various phases of pollen development and pollen tube growth.

3) Pollen proteomics. We are also interested in tobacco pollen proteomics and its dynamics at the level of proteome and its subfractions (phosphoproteome, cell wall proteome, membrane proteome) in developing pollen and growing pollen tubes.
Key results
Discovery and characterisation of EPP particles
The progamic phase of male gametophyte development involves activation of synthetic and catabolic processes required for the rapid growth of the pollen tube. It is well-established that both transcription and translation play an important role in global and specific gene expression patterns during pollen maturation. On the contrary, germination of many pollen species has been shown to be largely independent of transcription but vitally dependent on translation of stored mRNAs. We published the first structural and proteomic data about large ribonucleoprotein particles (EPPs) in tobacco male gametophyte (Honys et al. 2009). These complexes are formed in immature pollen where they contain translationally silent mRNAs. Although massively activated at the early progamic phase, they also serve as a long-term storage of mRNA transported along with the translational machinery to the tip region. Moreover, EPPs were shown to contain ribosomal subunits, rRNAs and a set of mRNAs. Presented results extend our view of EPP complexes from mere RNA storage and transport compartment in particular stages of pollen development to the complex and well-organized machinery devoted to mRNA storage, transport and subsequent controlled activation resulting in protein synthesis, processing and precise localization. Such an organization is extremely useful in fast tip-growing pollen tube. There, massive and orchestrated protein synthesis, processing, and transport must take place in accurately localized regions. Moreover, presented complex role of EPPs in tobacco cytoplasmic mRNA and protein metabolism makes them likely to be active in another plant species too. Expression of vast majority of the closest orthologues of EPP proteins also in Arabidopsis male gametophyte further extends this concept from tobacco to Arabidopsis, the model species with advanced tricellular pollen.

Role of bZIP transcription factors in pollen development
Sexual plant reproduction depends on the production and differentiation of functional gametes by the haploid gametophyte generation. Currently, we have a limited understanding of the regulatory mechanisms that have evolved to specify the gametophytic developmental programs. To unravel such mechanisms, it is necessary to identify transcription factors (TF) that are part of such haploid regulatory networks. We focused on bZIP TFs that have critical roles in plants, animals and other kingdoms. We reported the functional characterization of Arabidopsis thaliana AtbZIP34 that is expressed in both gametophytic and surrounding sporophytic tissues during flower development (Gibalova et al. 2009). T-DNA insertion mutants in AtbZIP34 show pollen morphological defects that result in reduced pollen germination efficiency and slower pollen tube growth both in vitro and in vivo. Light and fluorescence microscopy revealed misshapen and misplaced nuclei with large lipid inclusions in the cytoplasm of atbzip34 pollen. Scanning and transmission electron microscopy revealed defects in exine shape and micropatterning and a reduced endomembrane system. Several lines of evidence, including the

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

จุดมุ่งหมายทางวิทยาศาสตร์สิ่งคณะวิจัยของเราคือการ ศึกษากลไกการกำกับดูแลความคืบหน้าซุก gametophyte ชายพัฒนาและฟังก์ชันต้นแบบ เรามีความสนใจในทั้งสองระดับการกำกับดูแล: transcription และแปล แบบจำลองระบบของเรามีละอองเกสรและละอองเกสรท่อ Arabidopsis thaliana และ Nicotiana tabacumหัวข้องานวิจัย1) ระเบียบของราชบัณฑิตยสถาน จุดมุ่งหมายทางวิทยาศาสตร์ของเรากว้างจะขยายฟิลด์ซึ่งศึกษาใน IEB เป็น CR ระเบียบของชาย gametophyte โดยการเปิดพื้นที่ของระเบียบโลกพัฒนาโปรแกรม gametophytic โฟกัสเฉพาะอยู่บนปัจจัย transcription และการกำกับดูแลเครือข่ายที่ควบคุม haploid gametophyte ชายพัฒนาโดยเฉพาะในระยะ นอกจากนี้ เรามีความสนใจในการระบุองค์ประกอบ cis กำกับดูแลในก่อชาย gametophyte แสดงยีนที่ควบคุมรูปแบบของนิพจน์เฉพาะ2 ระเบียบแปล ฟิลด์นี้ดั้งเดิมหมายถึงการตรวจสอบกลไกปราบปราม translational ของใบแสดงผลเฉพาะละอองเกสรเก็บไว้ในพัฒนา pollen และเปิดใช้งานการควบคุมหลังจากการงอกของละอองเกสรในยาสูบ MRNAs ที่เก็บไว้ถูกแสดงอยู่นั้นถูกแยกในรูปแบบของ epp เป่าเรียกว่าอนุภาค (Honys et al. 2009) จู่ ๆ อนุภาคเหล่านี้ประกอบด้วยเครื่องจักรทั้งหมด translational และมีส่วนร่วมในการเปิดใช้งาน mRNA และโปรตีนแก่ และสังคมธุรกิจยัง เราตอนนี้กำลังศึกษาโครงสร้างแบบไดนามิกและทำงานที่แม่นยำของอนุภาค epp เป่าตลอดทั้งขั้นตอนต่าง ๆ ของการเติบโตท่อละอองเกสรและละอองเกสรพัฒนา3) โปรตีโอมิกส์ละอองเกสร เรามีความสนใจในโปรตีโอมิกส์ละอองเกสรยาสูบและของ dynamics ของ proteome และของ subfractions (phosphoproteome, proteome ผนังเซลล์ เยื่อ proteome) ในการพัฒนาละอองเกสร และเติบโตท่อละอองเกสรผลลัพธ์ที่สำคัญค้นหาและตรวจลักษณะเฉพาะของของอนุภาค epp เป่าระยะ progamic gametophyte ชายพัฒนาเกี่ยวข้องกับการเปิดใช้งานของกระบวนการสังเคราะห์ และการ catabolic ที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของหลอดละอองเกสร ก็ดีขึ้นว่า transcription และแปลมีบทบาทสำคัญในรูปแบบสากล และเฉพาะยีนนิพจน์ระหว่างพ่อแม่ละอองเกสร ดอก การงอกของละอองเกสรหลายชนิดได้ถูกแสดงเป็นอิสระส่วนใหญ่ของราชบัณฑิตยสถาน แต่นสิ่งพึ่งแปล mRNAs ที่เก็บไว้ เราเผยแพร่ครั้งแรก proteomic และโครงสร้างข้อมูลเกี่ยวกับอนุภาคขนาดใหญ่ ribonucleoprotein (EPPs) ในยาสูบชาย gametophyte (Honys et al. 2009) สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้จะเกิดใน immature ละอองเกสรที่ประกอบด้วย mRNAs translationally เงียบ แม้ว่าจะใช้อย่างหนาแน่นในระยะ progamic ต้น พวกเขาทำหน้าที่เป็นจัดเก็บระยะยาวของ mRNA ที่ขนส่ง ด้วยเครื่องจักร translational เพื่อให้คำแนะนำ นอกจากนี้ EPPs ได้แสดงมี ribosomal subunits, rRNAs และชุดของ mRNAs นำเสนอผลขยายมุมมองของเราของ epp เป่าสิ่งอำนวยความสะดวกจากเพียงอาร์เอ็นเอเก็บและขนส่งช่องในขั้นตอนใดของละอองเกสรพัฒนาเพื่อซับซ้อนดีจัดเครื่องจักร และอุทิศให้กับ mRNA จัดเก็บ ขนส่ง และควบคุมการเรียกใช้ภายหลังในการสังเคราะห์โปรตีน แปลการประมวลผล และแม่นยำ องค์กรดังกล่าวมีประโยชน์อย่างยิ่งในรวดเร็วเติบโตแนะนำ pollen tube มี การสังเคราะห์โปรตีนขนาดใหญ่ และ orchestrated ประมวลผล และการขนส่งต้องเกิดในภูมิภาคท้องถิ่นได้อย่างถูกต้อง นอกจากนี้ นำเสนอซับซ้อนบทบาทของ EPPs ในยาสูบ cytoplasmic mRNA และโปรตีนเมแทบอลิซึมทำแนวโน้มที่จะใช้งานในโรงงานชนิดหนึ่งมากเกินไป ของ orthologues สุดของ epp เป่าโปรตีนส่วนใหญ่ยังใน Arabidopsis ชาย gametophyte เพิ่มเติมขยายแนวคิดนี้จากยาสูบการ Arabidopsis พันธุ์รุ่นกับละอองเกสร tricellular ขั้นสูง บทบาทของราชบัณฑิตยสถาน bZIP ปัจจัยในพัฒนาละอองเกสรการสืบพันธุ์ของพืชทางเพศขึ้นอยู่กับการผลิตและการสร้างความแตกต่างของ gametes ทำงาน โดยสร้าง haploid gametophyte ขณะนี้ เรามีความเข้าใจที่จำกัดกลไกการกำกับดูแลที่มีพัฒนาเพื่อระบุโปรแกรมพัฒนา gametophytic เพื่อคลี่คลายกลไกดังกล่าว ได้ระบุปัจจัย transcription (TF) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายกำกับดูแลเช่น haploid เราเน้น bZIP TFs ที่มีบทบาทสำคัญในพืช สัตว์ และอาณาจักรอื่น ๆ เรารายงานจำแนกหน้าที่ของ Arabidopsis thaliana AtbZIP34 ที่แสดงในเนื้อเยื่อโดย sporophytic gametophytic และรอบในระหว่างการพัฒนาของดอก (Gibalova et al. 2009) T-ดีเอ็นเอสายพันธุ์แทรกใน AtbZIP34 แสดงละอองเกสรของข้อบกพร่องที่ทำให้ประสิทธิภาพการงอกของละอองเกสรลดลงและช้าลงท่อละอองเกสรการเจริญเติบโตทั้งในหลอดทดลอง และในสัตว์ทดลอง แสงและ fluorescence microscopy เปิดเผยแอลฟา misshapen และเรา มีตัวใหญ่ไขมันในไซโทพลาซึมที่ของเรณู atbzip34 การสแกนและส่งอิเล็กตรอน microscopy เปิดเผยข้อบกพร่องในร่าง exine micropatterning และระบบลด endomembrane ของหลักฐาน รวมทั้งการ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

จุดมุ่งหมายทางวิทยาศาสตร์ในวงกว้างของกลุ่มวิจัยของเราคือการศึกษากลไกการกำกับดูแลภายใต้ความคืบหน้าของการพัฒนาที่สมบูรณ์แบบไฟท์ชายและฟังก์ชั่น เรามีความสนใจในการกำกับดูแลทั้งในระดับ: ถอดรหัสและการแปล ระบบของเรามีรูปแบบหลอดเรณูและละอองเกสรดอกไม้ของ Arabidopsis thaliana และ Nicotiana tabacum.
หัวข้อการวิจัย
1) กฎระเบียบของการถอดความ จุดมุ่งหมายของเราทางวิทยาศาสตร์ในวงกว้างคือการขยายสาขาที่ศึกษาแบบดั้งเดิมใน IEB AS CR กฎระเบียบของการพัฒนาไฟท์ชายโดยการเปิดพื้นที่ของการควบคุมระดับโลกของการพัฒนาโปรแกรม gametophytic ให้ความสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับปัจจัยการถอดความและเครือข่ายการกำกับดูแลของพวกเขาที่มีการควบคุมการพัฒนาไฟท์ชายเดี่ยวในขั้นตอนโดยเฉพาะอย่างยิ่ง นอกจากนี้เรามีความสนใจในตัวขององค์ประกอบที่ถูกต้องกำกับดูแลในโปรโมเตอร์ของยีนไฟท์-แสดงชายควบคุมรูปแบบการแสดงออกเฉพาะของพวกเขา. 2) กฎระเบียบของการแปล ฟิลด์นี้หมายถึงการตรวจสอบแบบดั้งเดิมของกลไกของการปราบปรามการแปลของยีนที่เก็บไว้เฉพาะเกสรเกสรในการพัฒนาและการเปิดใช้งานการควบคุมของพวกเขาหลังจากการงอกของละอองเกสรดอกไม้ในยาสูบ mRNAs ที่เก็บไว้มีการแสดงที่ได้รับการแยกในรูปแบบของสิ่งที่เรียกว่าอนุภาค EPP (ที่ Honys et al. 2009) น่าแปลกที่อนุภาคเหล่านี้มีเครื่องจักรแปลทั้งหมดและยังมีส่วนร่วมในการกระตุ้นการเจริญเติบโตและ mRNA โปรตีนและท้องถิ่น ตอนนี้เรากำลังศึกษาโครงสร้างแบบไดนามิกและการทำงานที่แม่นยำของอนุภาค EPP ตลอดระยะต่างๆของการพัฒนาและการเจริญเติบโตเกสรหลอดเกสร. 3) โปรตีนเกสร นอกจากนี้เรายังให้ความสนใจในโปรตีนเกสรยาสูบและการเปลี่ยนแปลงในระดับของโปรตีนและ subfractions มัน (phosphoproteome, ผนังเซลล์โปรตีน, โปรตีนเมมเบรน) ในการพัฒนาเกสรและการเจริญเติบโตหลอดเกสร. ผลที่สำคัญการค้นพบและศึกษาคุณสมบัติของ EPP อนุภาคในช่วงprogamic ชาย การพัฒนาไฟท์เกี่ยวข้องกับการกระตุ้นการทำงานของกระบวนการสังเคราะห์และ catabolic ที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของหลอดเกสร มันเป็นเรื่องที่ดีขึ้นทั้งการถอดรหัสและการแปลที่มีบทบาทสำคัญในรูปแบบการแสดงออกของยีนในระดับโลกและเฉพาะในช่วงการเจริญเติบโตเกสร ในทางตรงกันข้ามการงอกของละอองเกสรดอกไม้หลายชนิดที่ได้รับการแสดงให้เห็นว่าส่วนใหญ่เป็นอิสระจากการถอดความ แต่อย่างจำเป็นขึ้นอยู่กับการแปลของ mRNAs ที่เก็บไว้ เราเผยแพร่ข้อมูลโครงสร้างและโปรตีนแรกที่เกี่ยวกับอนุภาค ribonucleoprotein ขนาดใหญ่ (EPPs) ในยาสูบชายไฟท์ (Honys et al. 2009) คอมเพล็กซ์เหล่านี้จะเกิดขึ้นในเกสรอ่อนที่พวกเขามี mRNAs เงียบ translationally แม้ว่าจะเปิดใช้งานอย่างหนาแน่นในระยะ progamic ต้นที่พวกเขายังทำหน้าที่เป็นผู้จัดเก็บข้อมูลระยะยาวของ mRNA ส่งพร้อมกับเครื่องจักรแปลไปยังภูมิภาคปลาย นอกจากนี้ยังมีการแสดง EPPs จะมีหน่วยย่อยของไรโบโซม, rRNAs และชุดของ mRNAs นำเสนอผลการขยายมุมมองของเราคอมเพล็กซ์ EPP จากการจัดเก็บ RNA เพียงและช่องการขนส่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งในขั้นตอนของการพัฒนาเกสรกับเครื่องจักรที่ซับซ้อนและดีจัดทุ่มเทให้กับการจัดเก็บ mRNA การขนส่งและการเปิดใช้งานการควบคุมที่ตามมาส่งผลให้ในการสังเคราะห์โปรตีนการประมวลผลและการแปลที่ถูกต้อง องค์กรดังกล่าวเป็นประโยชน์อย่างมากในหลอดเกสรปลายที่เติบโตอย่างรวดเร็ว มีการสังเคราะห์โปรตีนขนาดใหญ่และบงการการประมวลผลและการขนส่งจะต้องเกิดขึ้นในภูมิภาคที่มีการแปลอย่างถูกต้อง นอกจากนี้ยังนำเสนอบทบาทที่ซับซ้อนของ EPPs mRNA ในนิวเคลียสยาสูบและการเผาผลาญโปรตีนที่ทำให้พวกเขามีแนวโน้มที่จะใช้งานในพืชชนิดอื่นมากเกินไป การแสดงออกของส่วนใหญ่ของ orthologues ใกล้เคียงที่สุดของโปรตีน EPP ยังอยู่ใน Arabidopsis ชายไฟท์ต่อขยายแนวคิดจากยาสูบ Arabidopsis นี้สายพันธุ์รุ่นที่มีเกสร tricellular ขั้นสูง. บทบาทของปัจจัยการถอดความ BZIP ในการพัฒนาเกสรสืบพันธุ์พืชเพศขึ้นอยู่กับการผลิตและการแตกต่างเซลล์สืบพันธุ์ของการทำงานโดยรุ่นไฟท์เดี่ยว ขณะนี้เรามีความเข้าใจที่ จำกัด ของกลไกการกำกับดูแลที่มีการพัฒนาเพื่อระบุโปรแกรมการพัฒนา gametophytic ที่จะคลี่คลายกลไกดังกล่าวมีความจำเป็นต้องระบุปัจจัยถอดความ (TF) ที่เป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายการกำกับดูแลเช่นเดี่ยว เรามุ่งเน้น BZIP TFS ที่มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในพืชสัตว์และอาณาจักรอื่น ๆ เรารายงานลักษณะการทำงานของ Arabidopsis thaliana AtbZIP34 ที่จะแสดงทั้งใน gametophytic และเนื้อเยื่อรอบ sporophytic ในระหว่างการพัฒนาดอกไม้ (Gibalova et al. 2009) T-DNA กลายพันธุ์แทรกใน AtbZIP34 แสดงข้อบกพร่องก้านเกสรที่ส่งผลให้เกิดประสิทธิภาพในการงอกของละอองเกสรดอกไม้ที่ลดลงและการเจริญเติบโตช้ากว่าหลอดเกสรทั้งในหลอดทดลองและในร่างกาย กล้องจุลทรรศน์แสงและเรืองแสงเปิดเผยนิวเคลียสผิดรูปและถูกใส่ผิดที่มีการรวมไขมันมีขนาดใหญ่ในพลาสซึมของเรณู atbzip34 สแกนและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเปิดเผยข้อบกพร่องในรูป exine และ micropatterning และระบบ endomembrane ลดลง หลายสายของหลักฐานรวมทั้ง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ผลการทดสอบว่า