Význam aurorakináz u rostlin

Aurorakinázy jsou proteiny významné pro regulaci buněčného dělení, jejichž funkce byla popsána zejména u živočichů. Svůj název získaly podle lokalizace v průběhu dělení buňky – vyskytují se na pólech mitotického vřeténka – podobně jako polární záře – aurora borealis – na severním pólu Země. Je známo, že fosforylací nejrůznějších proteinů řídí segregaci sesterských chromatid, a tím přesné rozdělení genetického materiálu do dceřiných buněk. Aurorakinázy hrají také významnou roli ve správném načasování cytokineze. U živočichů může vést nadměrné množství proteinu či jeho zvýšená aktivita ke vzniku nádorů, proto jsou aurorakinázy častými cíli protinádorové terapie.

Rostlinné aurorakinázy nejsou tak podrobně prozkoumány jako ty živočišné, ale v posledním roce byly publikovány dvě významné práce zabývající se úlohou aurorakináz v regulaci buněčného dělení u modelové rostliny Arabidopsis thaliana; jejich autoři dospěli různými metodami k podobným závěrům. Skupina vědců z olomouckého pracoviště Ústavu experimentální botaniky AV ČR zkoumala funkci aurorakináz u rostlin s využitím techniky posttranskripčního umlčování genové exprese metodou RNA interference (RNAi), tedy pomocí exprese krátkých molekul RNA, které jsou komplementární s částí sekvence genu, jejž chceme umlčet. Vzniklé dvouřetězcové uspořádání je pak enzymaticky rozštěpeno. U RNAi rostlin, které měly sníženou expresi všech tří aurorakináz přítomných u A. thaliana, byla pozorována řada poruch buněčného dělení. Rostliny měly zakrslé hlavní kořeny; pokud se hlavní kořen vyvinul, buněčné přepážky v něm byly nepravidelně uspořádány. Růst primárních meristémů byl zastaven, kořenové vlásky měly poškozeny polární růst, bylo pozorováno seskupování průduchů jako důsledek narušeného dělení buněk. Analýza RNAi rostlin průtokovou cytometrií ukázala i změny míry endoreduplikace (zdvojení chromozomů bez jejich rozdělení do dvou jader, zvyšující množství genetické informace v buňce). Narušenou kontrolou procesu endoreduplikace autoři vysvětlují i poruchy větvení trichomů či různé velikosti jader buněk.

Druhá skupina vědců z Gentu využila ke studiu role aurorakináz T-DNA inzerční mutanty A. thaliana. Tyto rostliny mají v genu pro příslušnou aurorakinázu vložený krátký úsek cizorodé DNA (tzv. T-DNA), který pak znemožňuje její přepis a následnou syntézu proteinu. Rostliny, které měly zmutovanou pouze jednu kinázu, neprojevovaly žádné změny fenotypu. Pokud však byly tyto rostliny zkříženy, výslední dvojití mutanti, kteří měli nefunkční aurorakinázy 1 i 2, dosahovali menšího vzrůstu nadzemní části rostlin, starší rostliny měly kratší kořeny a méně bočních kořenů. Po podrobné analýze uspořádání buněk a buněčných dělení v místech, kde jsou zakládány boční kořeny, autoři prokázali, že i tyto mutantní rostliny, podobně jako výše zmíněné RNAi rostliny, mají nesprávně orientované buněčné dělení a následně i přepážku, která se vytváří mezi dceřinými buňkami.

Jak je zřejmé, živočišné a rostlinné aurorakinázy mají mnoho společného, zejména pokud jde o regulaci buněčného dělení. Bude tedy zajímavé sledovat, jaké další úlohy budou pro rostlinné proteiny objeveny. Vysoký potenciál by mohlo mít studium signálních drah zapojených do regulace aurorakinázami, které může pomoci odhalit u eukaryot obecně se uplatňující mechanismy vedoucí k potlačení tumorogeneze.