TALEs als modulare Aktivatoren pflanzlicher Gene

Abstract

TALEs sind bakterielle Proteine aus Xanthomonas, die im pflanzlichen Zellkern als Transkriptionsaktivatoren wirken. Die spezifische Bindung an Ziel-DNA-Sequenzen wird durch die RVD-Abfolge in der konservierten repeat-Domäne bestimmt. Die in dieser Arbeit analysierten RVD-Spezifitäten ermöglichten es erstmals eine Ziel-Sequenz für ein R. solanacearum TALE-Homolog vorherzusagen und RVDs anhand einer neuen Eigenschaft, der Effizienz, einzuteilen. Weiterhin wurden zwei neue Reis OsSWEETs als Suszeptibilitätsgene für XooTALEs identifiziert, die zusammen mit drei bereits identifizierten OsSWEETs eine funktional redundante Gruppe bilden. Außerdem konnte gezeigt werden, dass die Insertion eines aberranten repeats die flexible Bindung des TALEs an allelische Sequenzen ermöglicht. Systematische Studien zeigten, dass TALEs ein Zielgen ausgehend von verschiedenen Promotor-Positionen und sogar reverse orientiert aktivieren, Eigenschaften die vergleichbar mit Enhancer bindenden Proteinen sind.

TALE are bacterial proteins from Xanthomonas, that act as transcriptional activators in the plant cell nucleus. The specific binding of target DNA sequences is determined by the RVD sequence in the conserved repeat region. The analysis of RVD specificities allowed to predict a target sequence for a R. solanacearum TALE homolog for the first time and to group RVDs using a new feature, the so called efficiency. Furthermore, two new rice OsSWEETs were identified as susceptibility genes for Xoo TALEs. Along with three previously identified OsSWEETs they form a functionally redundant group that is relevant for Xoo virulence. In addition, it was shown that the insertion of an aberrant repeat enables flexible binding of a TALE to allelic sequences. Systematic studies revealed that TALEs activate a target gene from various promoter positions and even reverse oriented, properties that are comparable to enhancer binding proteins.