Експресія генів вакуолярних каналів родини TPK із рису відновлює поглинання калію в мутантній лінії E. coli LB2003

Abstract

Функціональність вакуолярних двопорових каналів родини ТРК із рису вивчена ще не повністю. Для визначення функціональних характеристик цих каналів дві ізоформи OsТРК з рису та одна детально охарактеризована ізоформа AtТРК1 з арабідопсису клоновані та експресовані в мутантній лінії E. coli LB2003. Бактеріальні клітини штаму LB2003 мають дефект у системі транспорту К⁺, тому не здатні поглинати екзогенний К⁺. Експресії генів цих каналів підтверджено за допомогою ПЛР зі зворотною транскрипцією. Проведені дослідження показали, що експресія цих каналів в мутантній лінії E. coli LB2003 відновлює ріст на середовищі з низьким вмістом К⁺. Аналіз поглинання калію у трансформантів демонструє підвищення рівня поглинання цього іону в клітинах. Отримані результати свідчать про те, що калієві канали родини ТРК із рису можуть утворювати функціональні системи транс-порту іонів калію в мутантних бактеріальних клітинах штаму LB2003.

Функциональность вакуолярных двупоровых каналов из риса изучена еще не полностью. Для того чтобы оценить функциональные характеристики этих каналов, две изоформы OsТРК из риса и одна детально охарактеризованная изоформа AtТРК1 из арабидопсиса клонированы и экспрессированы в мутантной линии E. coli LB2003. Бактериальные клетки штамма LB2003 имеют дефектную систему транспорта К⁺, поэтому они не в состоянии поглощать экзогенный К⁺. Экспрессия этих генов в бактериальных клетках подтверждена при помощи ПЦР с обратной транскрипцией. Проведенные ис-следования свидетельствуют о том, что экспрессия этих каналов в мутантной линии E. coli LB2003 восстанавливает рост в питательной среде с низким содержанием К⁺. Анализ поглощения калия у транс-формантов демонстрирует повышение уровня этого иона в клетках. Результаты наших экспериментов свидетельствуют о способности этих каналов формировать функциональные системы транспорта ионов калия в мутантных бактериальных клетках штамма LB2003.

The rice genome encodes three different isoforms of two pore potassium channels (TPKs). Recently, the characteristics and features of some rice TPK channels (OsTPKa and OsTPKb) were reported. In order to further evaluate the functional features of these channels, two of the three rice isoforms and one Arabidopsis isoform (AtTPK1) were cloned and expressed in the mutant E. coli strain—LB2003. The E coli LB2003 strain lacks K⁺ uptake systems and thus is incapable of growing on low external K⁺ concentrations. The expression of channels in bacteria was confirmed by RT-PCR. Our results show that expression of these channels in the bacterial mutant restored the LB2003 growth on low K⁺ media. The analysis of potassium uptake exhibited elevated levels of K⁺ uptake in the three types of TPK transformants. Our data suggest that these plant vacuolar channels can form functional potassium transport systems in bacterial cells.