Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Yamada Lab | Biologia Molekularna Roślin

Rośliny wykształciły zaawansowane systemy obronne,
aby dostosować się do zmian zachodzących w środowisku

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Yamada Lab | Biologia Molekularna Roślin

Yamada Lab | Biologia Molekularna Roślin

Dwa podstawowe obszary naszych badań to: ciała retikulum endoplazmatycznego ER jako chemicznego systemu obronnego u roślin oraz autofagia i kontrola jakości peroksysomów.

 

 

Tematyka badawcza
  1. Ciała retikulum endoplazmatycznego ER jako chemicznego systemu obronnego u roślin
  2. Autofagia i kontrola jakości peroksysomów

 

Ciała retikulum endoplazmatycznego ER jako chemicznego systemu obronnego u roślin

Rośliny bezszypułkowe nie mają możliwości wyboru środowiska, w którym rosną. Dlatego rośliny wykształciły wyrafinowane systemy obronne, aby dostosować się do zmian zachodzących w środowisku. Odkryliśmy ciałka ER i ich udział w tzw. systemie obronnym "mustard oil bomb" przeciwko zwierzęcymi roślinożercami. System ten działa poprzez akumulację β-glukozydazy (BGLU), która jest niezbędna do aktywacji obronnych glukozynolanów (rys. 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rysunek 1. Arabidopsis thaliana posiada system obronny oparty na ciałkach ER.

(A) Ciała ER gromadzą β-glukozydazę (zielone koło), a wakuole gromadzą substraty, glukozynolany (pomarańczowy pięciokąt). Enzym i substrat wchodzą w kontakt i produkują toksyczne cząsteczki natychmiast po uszkodzeniach.

(B) Fluorescencyjny obraz roślin transgenicznych wyrażających ER-targeted GFP. Groty strzałek wskazują ciałka ER.

 

Ciała ER obserwowane są u roślin z rzędu Brassicales, w tym u rośliny modelowej Arabidopsis thaliana. U transgenicznej Arabidopsis wyrażającej białko zielonej fluorescencji (GFP) w retikulum endoplazmatycznym (ER), oprócz regularnej sieci ER obserwowano wrzecionowate ciałka ER (Rycina 1).

Dalsza analiza systemu obronnego ciałek ER ujawniła, że ciałka ER można podzielić na dwa typy. Ciała ER typu konstytutywnego (cER bodies) gromadzą się w siewkach i korzeniach, a ciała ER typu indukowalnego (iER bodies) są indukowane do akumulacji po zranieniu w liściach rozety poprzez działanie jasmonianu metylu (hormonu raniącego rośliny). Wydaje się, że rośliny Brassicaceae wyewoluowały różne systemy obronne, które zwiększają poziom obrony i umożliwiają elastyczne dostosowanie się do różnych poziomów zagrożenia.

 

dr Kenji Yamada

dr Kenji Yamada

więcej o dr Kenji Yamada

Kenji Yamada (group leader, 2016-)

Katarzyna Tarnawska-Glatt (postdoc, 2016-)

 

 

 

 

 

 

Shino Goto-Yamada (postdoc, project PI, 2016-)

 

 

 

 

 

 

Kaichiro Endo (postdoc, project PI; 2018-)

Subhankar Bera (postdoc, 2021-)

 

Rituraj Batth (postdoc, 2022-)

 

 

 

 

 

 

Natalia Stefanik (PhD student, 2016-)

 

 

 

 

 

 

Alwine Wilkens (PhD student, project PI, 2018-)

 

 

 

 

 

 

Arpan Kumar Basak (PhD student, project PI, 2017-)

 

Mohamadreza Mirzaei (PhD student, 2018-)

 

 

 

 

 

 

Andisheh Masalehgou (PhD student, 2018-)

Elżbieta Borlik (PhD student, 2020-)

Karolina Małek (technician, 2018-)

Foto: Zespół Yamada Lab, Kwiecień 2022

Kaichiro Endo NCN SONATA 17 (2022-2025). Exploring the novel vacuolar transporters of glucosinolates for supporting plant defense system against herbivores and pests in Arabidopsis thaliana.

Arpan Kumar Basak, NCN PRELUDIUM 20 (2022-2025). The other side of ER bodies: Revealing the function of ER body membrane proteins in Arabidopsis thaliana. UMO-2021/41/N/NZ3/04537.

Kenji Yamada, NCN OPUS 19 (2021-2025). Gene regulatory mechanism for the mustard oil bomb defence system of ER bodies in Brassicaceae. DEC-2020/37/B/NZ3/04176.

Alwine Wilkens, NCN PRELUDIUM 19 (2021-2023). On the shoulders of giants - How giant cells influence ER body formation. UMO-2020/37/N/NZ3/03591.

Shino Goto-Yamada, NCN SONATA 15 (2020-2023). Unveiling the molecular mechanism of microautophagy in plants.

Shino Goto-Yamada, NCN SONATA-BIS 9 (2020-2024). Molecular insight into the mechanism of peroxisome degradation via autophagy in land plants.

Katarzyna Sieńko, NCN MINIATURA 4 (2021).

Kenji Yamada, FNP TEAM4 (2018-2022). Plant chemical defense based on mustard oil bomb. TEAM/2017-4/41.

Kenji Yamada, NCN OPUS19 (2017-2021). Plant defense system against pathogens and herbivores based on endoplasmic reticulum (ER) body. UMO-2016/23/B/NZ1/01847.

Shino Goto-Yamada, NCN POLONEZ2 (2017-2019). Analysis of quality control of peroxisomes depending on chaperon, protease and autophagy.

Jakub Bizan (technician, 2016-2021)

Toru Maeda (postdoc, 2018-2021)

Shayan Sarkar (postdoc, 2019-2021)

Olga Długosz-Grochowska (postdoc, 2018-2021)

Katarzyna Sieńko (postdoc, 2017-2021)