Dissecting functions of Arabidopsis thaliana IQD and KLCR proteins in the control of microtubule-related processes

Abstract

IQD-67 Domain(IQD)-Proteine sind pflanzliche Calmodulin(CaM)-bindende Proteine. Sie interagieren mit CaM und Kinesin Light Chain-Related Proteins (KLCRs), rekrutieren sie zu diversen subzellulären Stellen und übersetzen so vermutlich Kalziumsignale in bestimmte Funktionen. In dieser Arbeit wurde die Rolle der IQDs in der Zellwand-Positionierung aufgeklärt. Wir identifizierten IQD8 als potentielles Gerüstprotein, das mit Phragmoplast Orienting Kinesins (POKs) und Pleckstrin-Homologie-GTPase-aktivierenden Proteinen (PHGAPs) interagiert, um PPB-Positionierung sowie Etablierung und/oder Beibehaltung der Teilungsebene zu steuern. Im zweiten Teil der Arbeit wurde nach potentiell mit KLCRs interagierenden Kinesinen und ihrer Funktion in Pflanzen gesucht. Direkte Interaktionen von IQD1 und IQD8 mit kinesin4A (KIN4A) legen eine Funktion der IQDs als Gerüst bei KLCR-Kinesinkomplexbildung oder bei der Regulierung von kinesinvermittelten intrazellulären Transportvorgängen nahe. Zusammengefasst liefert diese Arbeit neue Erkenntnisse über die Funktion der IQDs als Gerüstproteine bei pflanzlichen Wachstums- und Entwicklungsprozessen.

IQD-67 domain (IQD) proteins are one of the largest known class of calmodulin (CaM) binding proteins in plants. IQDs interact with CaM and kinesin light chain-related proteins (KLCRs) and recruit them to various subcellular sites, thus potentially sequester calcium signaling to particular functions. This work reveals the role of IQD in cell wall positioning. We identified IQD8 as a potential scaffold which interacts with phragmoplast orienting kinesins (POKs) and pleckstrin homology GTPase activating proteins (PHGAPs) to control PPB positioning and division plane establishment and/or retention of division plane memory. The second part of the thesis deals with searching for potential KLCRs-interacting plant kinesins and their potential function in plants. Direct interactions of IQD1 and IQD8 with kinesin4A (KIN4A) suggest a possible function of IQDs as a scaffold in the formation of KLCRs-kinesins complexes, or alternatively, in regulating kinesin-mediated intracellular transport of cargoes through the direct interaction with kinesins. Taken together this thesis provides novel insight into IQD function as scaffold in plant growth and development.