Unraveling the role of Arabidopsis ALIX in the trafficking and turnover of abscisic acid receptors

• Autores: Marta García León
• Directores de la Tesis: Vicente Rubio Muñoz (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2019
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 140
• Tribunal Calificador de la Tesis: Fernando Aniento Company (presid.), Cristina Ortega Villasante (secret.), Enrique Rojo de la Viesca (voc.), Erika Isono (voc.), Óscar Lorenzo Sánchez (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias Moleculares por la Universidad Autónoma de Madrid
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología molecular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen
  • español

    El tráfico endosomal permite a las plantas controlar la abundancia de proteínas transmembrana y proteínas solubles asociadas transitoriamente a ella como ocurre con los receptores de ácido abscísico de la familia PYR/PYL/RCAR (PYRABACTIN RESISTANCE1/PYR1-LIKE/REGULATORY COMPONENTS OF ABA RECEPTORS). La degradación vacuolar de estos receptores ocurre a través de la ruta endosomal y está mediada por FYVE DOMAIN PROTEIN REQUIRED FOR ENDOSOMAL SORTING 1 (FYVE1) y VACUOLAR PROTEIN SORTING 23A (VPS23A), dos proteínas pertenecientes al complejo ESCRT-I (endosomal sorting complex required for transport). Tanto FYVE1 como VPS23A son capaces de interaccionar con ALIX (ALG-2 INTERACTING PROTEIN-X), una proteína asociada al complejo ESCRT-III. Sin embargo, la relevancia funcional de dichas interacciones y su implicación en la selección y tráfico de proteínas cargo se desconoce. En este trabajo mostramos cómo la proteína ALIX de Arabidopsis thaliana es capaz de interaccionar directamente con los receptors de ABA en endosomas tardíos, provomiendo su degradación. De hecho, alteraciones en la función de ALIX conducen a una acumulación de los receptores de ABA y a una localización subcelular alterada de los mismos. En línea con esto, los mutantes de pérdida de función alix-1, muestran hipersensibilidad al ABA durante el desarrollo y en el cierre estomático, revelando un nuevo papel de la maquinaria ESCRT en el control de la pérdida de agua a través de los estomas. Estas respuestas de hipersensibilidad que presentan los mutantes alix-1 son suprimidas cuando se elimina parcialmente la actividad de los receptores de ABA, lo cuál apoya la idea de que ALIX afecta las respuestas al ABA controlando principalmente la estabilidad de sus receptores. La proteína mutante ALIX-1 muestra una menor interacción con VPS23A y con los receptores de ABA, proporcionando una base molecular que explica la hipersensibilidad al ABA observada en los mutantes alix-1. Nuestro estudio desvela por tanto un nuevo mecanismo de regulación negativa de la ruta del ABA, que actuando a través de la proteína ALIX para controlar la acumulación de PYR/PYL/RCAR específicos.

  • English

    The plant endosomal trafficking pathway controls the abundance of membrane-associated soluble proteins, as shown for abscisic acid (ABA) receptors of the PYRABACTIN RESISTANCE1/PYR1-LIKE/REGULATORY COMPONENTS OF ABA RECEPTORS (PYR/PYL/RCAR) family. ABA receptor targeting for vacuolar degradation occurs through the late endosome route and depends on FYVE DOMAIN PROTEIN REQUIRED FOR ENDOSOMAL SORTING 1 (FYVE1) and VACUOLAR PROTEIN SORTING 23A (VPS23A), components of the endosomal sorting complex required for transport (ESCRT)-I complexes. FYVE1 and VPS23A interact with ALG-2 INTERACTING PROTEIN-X (ALIX), an ESCRT-III-associated protein, although the functional relevance of such interactions and their consequences in cargo sorting are unknown. Here we show that Arabidopsis thaliana ALIX directly binds to ABA receptors in late endosomes, promoting their degradation. Impaired ALIX function leads to altered endosomal localization and increased accumulation of ABA receptors. In line with this, partial loss-of-function alix-1 mutants display ABA hypersensitivity during growth and stomatal closure, unveiling a role for the ESCRT machinery in the control of water loss through stomata. ABA hypersensitive responses are suppressed in alix-1 plants impaired in PYR/PYL/RCAR activity, in accordance with ALIX affecting ABA responses primarily by controlling ABA receptor stability. ALIX-1 mutant protein displays reduced interaction with VPS23A and ABA receptors, providing a molecular basis for ABA hypersensitivity in alix-1 mutants. Our findings unveil a negative feedback mechanism triggered by ABA that acts via ALIX to control the accumulation of specific PYR/PYL/RCAR receptors.