ИСТИНА

Целью работы является поиск и характеристика потенциальных фитогормон-зависимых регуляторов роста и развития у растения Arabidopsis thaliana (L.) Heynh (Arabidopsis), принадлежащих к семейству белков USP. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи: 1. Используя биоинформатический подход, провести поиск USP-подобных белков у Arabidopsis и проанализировать их предполагаемую функциональную роль в растениях; 2. Идентифицировать гены USP Arabidopsis, экспрессия которых регулируется фитогормонами; 3. Охарактеризовать ген At3g58450, кодирующий белок GRUSP (Germination-Related Universal Stress Protein), демонстрирующий наиболее выраженный фитогормон-зависимый профиль экспрессии среди исследуемых генов USP; 4. Исследовать влияние, оказываемое инсерцией Т-ДНК в различные участки гена At3g58450, на фенотип трансгенных линий grusp Arabidopsis для установления функциональной роли белка GRUSР; 5. Оценить вклад белка GRUSP в процессы, контролирующие прорастание семян и переход к цветению; 6. Выявить потенциальных партнеров из семейства USP для белка GRUSP, необходимых в реализации его функциональной активности. Систематизирована информация о белках, содержащих USP-домен у Arabidopsis, что позволило обнаружить 91 аминокислотную последовательность, соответствующую 56 генам USP, и составить наиболее полный их перечень. Получена новая информация о фитогормон-зависимой экспрессии генов USP у Arabidopsis. Впервые охарактеризован представитель семейства USP у Arabidopsis, кодируемый геном At3g58450, и получивший в данной работе наименование GRUSP (универсальный стрессовый белок, связанный с прорастанием; Germination-Related Universal Stress Protein). Установлено, что белок GRUSP является фитогормон-зависимым регулятором роста и развития растений, действующим при прорастании семян и при переходе растений к цветению. Выявлено, что ген GRUSP обладает специфическим профилем экспрессии с максимальным накоплением транскриптов в сухих семенах и с резким снижением их количества при набухании. Экспрессия GRUSP индуцируется абсцизовой кислотой (АБК) и практически полностью подавляется при воздействии гиббереллинов (ГК). Белок GRUSP является негативным регулятором сигнала АБК при прорастании, действуя через ABI4- и ABI5-зависимый путь. При этом GRUSP опосредованно стимулирует метаболизм ГК и ГК-зависимые ответы, регулируя накопление белка GAI из группы DELLA, репрессора сигнала ГК. Обнаружено участие белка GRUSP в индукции цветения, где его функция направлена на снижение уровня экспрессии флорального репрессора FLC и стимуляцию метаболизма ГК и ГК-зависимого пути при флоральной индукции. Полученные данные представляют интерес с точки зрения характеристики белков USP как группы потенциальных регуляторов роста и развития растений, а также для более глубокого понимания физиологических и молекулярных механизмов прорастания семян и перехода к цветению.