|
|
Dr. Horváth Ferenc munkacsoportja
I. A nitrogén monoxid (NO) szerepe a membrántranszport és a fotoszintézis folyamataiban Az abiotikus stresszkörülmények által kiváltott válaszreakciók napjainkban felfedezett komponense egy gáz halmazállapotú szabadgyök, a NO. Szignalizációs útja és működése csak részben felderített. Bebizonyosodott, hogy részt vesz a sejtosztódás és sejthalál folyamatának szabályozásában, a patogének és a szárazság-stressz által kiváltott válaszreakciókban. Csoportunk kutatási célja a NO szerepének feltárása a fotoszintézis és a membrántranszport folyamataiban, különös tekintettel a zárósejtekre.
NO donorokkal kezelt intakt borsó levelek QA- reoxidációs kinetikájának vizsgálatával megállapítottuk, hogy a NO a primér töltésszeparációt a QA és QB kötőhely közötti vashoz kapcsolódva in vivo lassítja. A DCMU jelenlétében végzett kísérletek arra mutattak, hogy a NO gátolja a QA- és a vízbontó komplex S2 állapota közötti töltésrekombinációt, valamint reakcióba lép a PSII YD• tirozinjával. Célunk a NO hatásának kiderítése a mezofill sejtektől eltérő fotoszintézist mutató zárósejt kapcsán. A NO jelátviteli szerepe sztómazáródás során – Shaker-csatornák vizsgálata heterológ expressziós rendszerben A sztómazáró sejtek a növények speciális tulajdonságú sejtjei, melyek a víz- és gázcsere sebességét turgoruk változtatásával tudják befolyásolni. A nyitódás és záródás folyamata igen gyors, az ozmotikumot jelentő kálium ionok nagy áteresztőképességű ioncsatornákon keresztül áramlanak. Az ioncsatornák kapuzását szabályozó folyamatok igen bonyolultak, függnek a külső környezeti paraméterektől, és a növény belső fiziológiai állapotától. A szárazságstressz esetén termelődő abszcizinsav hormon hatására a sztómák záródnak, a folyamatot háromféle szignál-átviteli kaszkád működése határozza meg. A NO a Ca-függő sztómazáródási mechanizmuson keresztül fejti ki hatását: emeli a citoszolikus szabad Ca-szintjét, ezzel inaktiválja a Ca-függő, befelé egyenirányító kálium áramot. 
A NO állati Shaker-csatornákra kifejtett gátló hatása ismert. A közvetlen hatás lényege a csatornafehérje cisztein oldalláncának S-nitrozilációja, mely a csatorna működésének megváltozásához vezet. Kutatási célunk a zárósejtek homo- és heterotetramer szerkezetű, Shaker-típusú kálium csatornáinak vizsgálata a nitroziláció tekintetében, HEK293 heterológ expressziós rendszerben. II. A sztómaműködés szabályozása a növényi immunválasz során A sztómazáródás abiotikus tényezői mellett a patogéntámadásra indukálódó jelátviteli lépések felderítése aktív kutatási területnek számítanak. Munkánkban arra keressük a választ, hogy az általános rezisztenciát kiváltó mikroba-asszociált molekula mintázatok (MAMP) és az endogén elicitorok (DAMP) hogyan okoznak sztómazáródást, és hogy ennek jelátvitelében a zárósejt önálló fotoszintézise és membrántranszportja milyen szereppel bírhat. Korábbi eredményeinkre támaszkodva feltételezzük, hogy az alkalmazandó MAMP és DAMP vegyületek a zárósejtek nitrogén-monoxid szintézisét indukálva, a fotoszintetikus lineáris elektrontranszportot gátolják. Mivel a sztómákat virulencia faktorok, a patogének behatolását elősegítve újra nyitni képesek, a zárósejtek általános és specifikus rezisztencia jelátvitelének összefüggéseit ugyancsak megvizsgáljuk. A jelátviteli sor reaktív oxigén származékait fluoreszcens jelölőkkel, konfokális lézer-szkenning mikroszkópiával azonosítjuk a receptor és jelátvitelben mutáns Arabidopsis növények zárósejtjeiben. A zárósejtek fotoszintézisét mikroszkópos impulzus amplitúdó modulált (Microscopy-PAM) klorofill fluorométerrel mérjük, a membrántranszport vizsgálatához pedig a patch clamp technika whole-cell elrendezését használjuk.
Dr. Horváth Ferenc, egyetemi adjunktus Patch clamp technika (HEKA EPC10, Nikon TS100 és Zeiss Axiovert 40 fluoreszcens mikroszkópokkal) PS II klorofill fluoreszcencia és asszimiláció mérések (PAM 100, PAM 2000, Microscopy PAM, LICOR 6400) Oxigén polarográf (Hansatech) Legfrissebb konferenciaanyagok F Horváth, A Ördög, T Rózsavölgyi, B Wodala. Nitric oxide modulates guard cell photosynthesis. (2010) 3rd Plant NO Club International Meeting July 15-16 2010, Olomouc, Czech Republic, Abstract L8 p. 17. ISBN 978-80-903545-0-0 (invited speaker) A Ördög, T Rózsavölgyi, B Wodala, Zs Deak, I Tari, F Horváth. Effect of chitosan on guard cell photosynthesis. (2010) XVII Congress of the Federation of European Societies of Plant Biology (FESPB) 4-9 July 2010, Valencia, Spain, Book of Abstracts P17-024 p. 186. (poster) A témával kapcsolatban megjelent fontosabb publikációk Wodala B, Ordog A, Horvath F. The cost and risk of using sodium nitroprusside as a NO donor in chlorophyll fluorescence experiments. (2010) Journal of Plant Physiology, 167(13): 1109-1111. IF 2.437 Wodala, B., Deák, Zs., Vass, I., Erdei, L., Altorjay, I., Horváth, F. In vivo target sites of NO in photosynthetic electron transport as studied by chlorophyll fluorescence in pea leaves (2008) Plant Physiology, 146 (4):1920-1927. IF 6.11 A Ördög, B Wodala, F Horváth Investigating the role of potassium channel KAT1 in NO mediated stomatal closure. Acta Biol Szeged 2008, 52(1):163-165 T Rózsavölgyi, F Horváth Effect of pyrethroid insecticides on the photosynthetic activity of pea mesophyll protoplasts. Acta Biol Szeged 2008, 52(1):233-235. B Wodala, F Horváth The effect of exogenous NO on PSI photochemistry in intact pea leaves. Acta Biol Szeged 2008, 52(1):243-245 Hertel, B., Horváth, F., Wodala, B., Hurst, A., Moroni, A., Thiel, G. KAT1 inactivates at sub-millimolar concentrations of external potassium (2005) Journal of Experimental Botany, 56 (422), Pages 3103-3110. IF 3.336 Horváth, F., Erdei, L., Wodala, B., Homann, U., Thiel, G. K+ outward rectifying channels as targets of phosphatase inhibitor deltamethrin in Vicia faba guard cells (2002) Journal of Plant Physiology, 159 (10), Pages 1097-1103. IF 0.941 Moroni, A., Viscomi, C., Sangiorgio, V., Pagliuca, C., Meckel, T., Horvath, F., Gazzarrini, S., (...), Thiel, G. The short N-terminus is required for functional expression of the virus-encoded miniature K+ channel Kcv (2002) FEBS Letters, 530 (1-3), Pages 65-69. IF 3.912 Tudományos kapcsolatok és együttműködések Biological Research Center, Institute of Plant Biology, Molecular Stress- and Photobiology Group (Dr. Éva Hideg and Dr. Imre Vass) Szeged, Hungary Darmstadt University of Technology, Institute of Botany, Membrane Biophysics (Prof. Gerhard Thiel) Darmstadt, Germany
|
A NO in vivo támadáspontjai a fotoszintetikus elektrontranszport láncban; klorofill fluoreszcencia vizsgálatok intakt levelekben 
Információk |
Növények extra tápanyag ellátását szolgáló rendszer kutatás fejlesztése (GINOP_PLUSZ-2.1.1-21-2022-00080)
MTA SZTE „Lendület” Növényi NaNObiológia Kutatócsoport
|
Elérhetőség 6726 Szeged, Közép fasor 52.
|