Characterization of IQ67-domain family members and their interacting Kinesin Light Chain-Related proteins

Abstract

Der Kalziumsignalweg spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Pflanzenwachstums und der Pflanzenentwicklung. IQ67-Domain (IQD) Proteine gehören mit ihren 33 Mitgliedern in A. thaliana zu der größten Familien von Calmodulin (CaM)-Bindungsproteinen. Funktionen von meistens IQDs sind unbekannt. Um die biologischen Funktionen von IQD und ihren interagierenden Kinesin Light Chain-Related (KLCR) Proteinen aufzuklären, konzentrierte sich unsere Studie auf die funktionelle Charakterisierung des IQDs-KLCR unter Verwendung einer umgekehrten Genetik. Wir konnten zeigen, dass IQD5 in der Formmorphogenese von Blattpflasterzellen (PC) und der Zelluloseabscheidung an antiklinalen Zellwänden von PCs eine Rolle spielt. IQD5 interagiert auch mit CaM an MTs und liefert erste Hinweise auf wichtige Funktionen von Ca2+ bei der Regulation der PC-Morphogenese. Daher glauben wir, dass IQD5 als Regulator für die Koordination des Ca2+ Signalwegs, der MT-Organisation und der Zellwandbildung fungiert.

Calcium signalling plays an important role in regulation of plant growth and development. IQ67-Domain (IQD) proteins are one of the largest family of Calmodulin (CaM) binding proteins in plants, with 33 members in Arabidopsis thaliana, most of them are associated with microtubules (MT). Despite the large family size, functions of IQDs are largely elusive. To elucidate biological roles of IQD and their interacting Kinesin Light Chain-Related (KLCR) proteins, our study focused on the functional characterization of IQD-KLCR module using reverse genetics approach. We could demonstrate that IQD5 functions in leaf pavement cell (PC) shape morphogenesis and cellulose deposition at anticlinal cell walls of PCs. Also, IQD5 interacts with CaM at cortical MTs and provide first evidence for important roles of calcium in regulation of PC morphogenesis. Thus we suggest that IQD5 possibly might act as a hub for coordination of Ca2+ signalling, MT organization, and cell wall formation.