The Arabidopsis 14-3-3 Family - Evolution, Expression, Localization, and Target Specificity

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Alla levande organismer är uppbyggda av celler. Antalet celler varierar, från encelliga organismer, t ex jäst, till flercelliga organismer, som t ex djur och växter. För att en cell ska fungera och utvecklas måste cellen hålla den inre miljön relativt konstant trots kanske stora variationer i miljön utanför. För att kunna göra detta har celler utvecklat system för att ta upp och avge ämnen, och för att försvara sig mot attacker från sjukdomsframkallande organismer eller andra hot från den yttre miljön. Cellernas inre miljö måste alltså regleras noggrant och alla celler har sensorer som kan känna av förändringar, både i och utanför cellen, för att kunna reagera på dessa. Dessa reglerande system består till stora delar av proteiner. En grupp av sådana reglerande proteiner heter 14-3-3. 14-3-3-proteiner utgörs av en familj av proteiner som är mycket lika varandra. Det första 14-3-3-proteinet upptäcktes redan 1967 i hjärnan från ko och det lite märkliga namnet kommer från hur man renade upp detta protein från alla andra proteiner. Femton år senare hittades proteinet för första gången i människans hjärna. Först trodde man att 14-3-3 bara fanns i hjärnan men det visade sig sedan finnas i flera olika vävnader hos djur. 14-3-3 hittades sedan även i växter, t ex i spenat, ärta, korn och backtrav och 14-3-3-proteiner är således inte unika för djur. Jäst visade sig också innehålla dessa proteiner. I encelliga organismer som jäst finns endast två varianter av 14-3-3 men i flercelliga organismer, t ex backtrav, finns det upp till 15 varianter. 14-3-3 är förmodligen det protein som är involverat i flest processer i cellen och har visat sig kunna binda till sig över 300 andra sorters proteiner, sk målproteiner. I växter hittade man först 14-3-3 involverat i regleringen av hur gener är aktiva. Växten backtrav är modellväxt för mycket växtforskning och kalla i forskning för Arabidopsis. I växter har 14-3-3 visat vara viktiga i regleringen av nedbrytning och syntes av näringsämnen, och i regleringen av upptag och avgivning av ämnen. Tidigare trodde man att de olika varianterna av 14-3-3 inte hade olika målproteiner men nya data har visat att en variant av 14-3-3 kan ha målproteiner som en annan variant av 14-3-3 inte har. Därför är det viktigt att karakterisera de olika varianterna och t ex kartlägga var i växten de olika varianterna finns. Hela gensekvensen i Arabidopsis är kartlagd, vilket medfört att vi har kunnat identifiera alla varianter av 14-3-3 och visat var i växten tidigare okända varianter finns. Vi har även undersökt hur alla dessa varianter i Arabidopsis har uppstått under tidens gång. För att utreda om 14-3-3-varianter har specifika målproteiner valde vi ett modellsystem där 14-3-3-proteiner reglerar ett protein som pumpar protoner (H+) från insidan av cellen till utsidan, ett sk proton-ATPas, och vi kunde visa att det finns skillnader i hur de olika 14-3-3-varianterna binder till proton-ATPaset.