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Titelaufnahme

Titel
The putative RNA silencing protein ERL-1 is involved in chloroplast ribosomal RNA processing in plants / submitted by Jutta Maria Helm
VerfasserHelm, Jutta Maria
Begutachter / BegutachterinHauser, Marie-Theres
Betreuer / BetreuerinHauser, Marie-Theres
Erschienen2011
Umfang200 S. : Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2011
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)ERI-1 / rRNA / Chloroplast / RNAi / Tabak
Schlagwörter (EN)ERI-1 / rRNA / chloroplast / RNAi / tobacco
Schlagwörter (GND)Pflanzen / Ribosomale RNS / RNS-Bindungsproteine / Inhibition
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-17122 Persistent Identifier (URN)
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The putative RNA silencing protein ERL-1 is involved in chloroplast ribosomal RNA processing in plants [6.1 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Im Laufe der Evolution haben Eukaryonten ein System erworben, das kleine RNA-Moleküle (siRNAs) als negative Regulatoren von endogenen und exogenen RNA-Sequenzen verwendet. Diese sogenannte RNA-Interferenz wirkt auch als Immunsystem gegen Krankheitserreger, deshalb haben diese verschiedene Strategien entwickelt, um diesem Mechanismus durch die Ausbildung von viralen Silencing Suppressoren (VSR) entgegen zu wirken. Ein mutmaßlicher eukaryotischer endogener Silencing Suppressor könnte die 3'-5 'Exonuklease ERI-1 sein, die spezifisch siRNAs binden und abbauen kann. Außerdem katalysiert ERI-1 den letzten Schritt bei der Reifung von 5.8S ribosomaler RNA. In dieser Arbeit wurde das Pflanzen-Homolog ERL1 (ERI-1-like 1) analysiert. Das Protein wird in Chloroplasten geschleust und besitzt keine RNA-Silencing-Suppressor-Aktivität. Das homologe Drosophila Protein zeigt ebenfalls dieses Verhalten; wahrscheinlich existieren zwei unterschiedliche Gruppen von ERI-1 Homologen in Eukaryoten. Überexpression von ERL1 in transgenen Tabak und Arabidopsis Pflanzen resultierte in vielfältigen Phänotypen, die durch ein Bleichen der Pflanzen von blassgrün bis zu komplettem Chlorophyll-Verlust gekennzeichnet waren. Der Schweregrad des Phänotyps entsprach der Überexpression von ERL1. Die transgenen Linien zeigten Veränderungen, die an bereits beschriebene Mängel in der Reifung ribosomaler RNAs in Chloroplasten erinnern. Es konnte tatsächlich gezeigt werden, dass die 5S rRNA Levels nach der Überexpression von ERL1verringert sind und am 3-Ende eine häufige Verlängerung um zwei Nukleotide besaßen. Außerdem zeigte auch die 16S rRNA in Arabidopsis-Mutanten, bei denen ERL1 unterdrückt war, teilweise Verlängerungen um ein Nukleotid; eventuell besitzt ERL1 auch eine Funktion in der Reifung dieser rRNA.

Zusammenfassung (Englisch)

During evolution eukaryotes have acquired a system using small RNA molecules (siRNAs) as negative regulators of endogenous and exogenous RNA sequences called RNA interference or RNA silencing. This mechanism is also used in the defense against pathogens that have therefore developed several strategies to counteract it by expression of viral suppressors of silencing (VSRs). A putative endogenous suppressor of silencing might be the 3-5 exonuclease ERI-1 (enhanced RNAi) and its homologues in various species, which specifically bind and degrade siRNAs. Recently an additional conserved role of ERI-1 homologues has been identified, where they catalyze the final step in 5.8S rRNA processing. In this work the plant homologue termed ERL1 (ERI-1-LIKE 1) is analyzed. The protein localizes to the chloroplast and fails to exhibit any RNA silencing suppressor activity. The Drosophila homologue does not possess this function either, suggesting two functionally distinct groups of ERI-1 homologues. Constitutive overexpression of ERL1 in transgenic N. benthamiana and A. thaliana plants manifested in variegated phenotypes characterized by bleaching of the plants. The observed phenotypes reached from pale green to complete loss of chlorophyll. The severity of the bleaching corresponded to the expression levels of ERL1. The transgenic plant lines showed morphological and transcriptional alterations reminiscent of reported defects in chloroplastic ribosomal RNA biogenesis. Indeed, it could be shown that 5S rRNA is downregulated after transient and constitutive overexpression of ERL1 and elongated by two nucleotides at its 3-end in a fraction of the analyzed samples. In addition, a fraction of 16S rRNA has been elongated by one nucleotide in Arabidopsis insertion mutants suggesting also a function in maturation of this chloroplastic rRNA.