Функціональна експресія генів вакуолярних калієвих каналів родини TPK арабідопсису в мутантній лінії Escherichia coli LBA2003

Abstract

Геном Arabidopsis thaliana кодує п’ять рiзних iзоформ AtTPK (ТРК, Two-pore potassium channels) — AtTPK1, 2, 3, 4, 5. Детально вивчено функцiональнi характеристики лише AtTPK1 та AtTPK4. Для того щоб оцiнити функцiональнiсть iнших каналiв, чотири iзоформи AtTPK — AtTPK1, 2, 3, 5, були клонованi та експресованi в мутантнiй лiнiї E. coli LB2003. Через дефекти в системi транспорту K⁺ лiнiя LB2003 не здатна поглинати екзогенний K⁺. Характер експресiї генiв каналiв у бактерiальних клiтинах проаналiзовано за допомогою полiмеразної ланцюгової реакцiї зi зворотною транскрипцiєю. При трансформацiї цiєї мутантної лiнiї векторами, що експресують AtTPK1, AtTPK2 чи AtTPK5, вiдбувається вiдновлення росту LB2003 на поживному середовищi з низьким вмiстом K⁺, що свiдчить про здатнiсть цих каналiв утворювати функцiональнi системи транспорту K⁺ в бактерiальних клiтинах.

Геном Arabidopsis thaliana кодирует пять различных изоформ AtTPK (ТРК, Two-pore potassium channels) — AtTPK1, 2, 3, 4, 5. Детально изучены функциональные характеристики только AtTPK1 и AtTPK4. Для того чтобы оценить функциональность других каналов, четыре изоформы AtTPK — AtTPK1, 2, 3, 5, были клонированы и экспрессированы в мутантной линии E. coli LB2003. Из-за дефектов в системе транспорта K⁺ линия LB2003 не может поглощать экзогенный K⁺. Характер экспрессии генов каналов в бактериальных клетках проанализирован с помощью полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией. При трансформации этой мутантной линии векторами, экспрессирующими AtTPK1, AtTPK2 или AtTPK5, происходит восстановление скорости роста LB2003 на питательной среде с низким содержанием K⁺, что свидетельствует о способности этих каналов формировать функциональные системы транспорта K⁺ в бактериальных клетках.

The Arabidopsis thaliana genome encodes 5 different AtTPK isoforms — AtTPK1, 2, 3, 4, 5. The functional properties of only AtTPK1 and AtTPK4 were studied in detail. We have used a complementation of K⁺ uptake deficient Escherichia coli mutant LB2003 to analyze the functional properties of Arabidopsis thaliana TPK family members (AtTPK1, 2, 3, 5). The expression of AtTPK-genes in bacteria is analyzed by RT-PCR. Our results show that AtTPK1, AtTPK2, or AtTPK5 are restoring the LB2003 growth on low K⁺ media. Our data suggest that these channels can form functional K⁺ transport systems in E. coli.