SCOPUS
SCIE
Nucleoporin MOS7/Nup88 is required for mitosis in gametogenesis and seed development in <i>Arabidopsis</i>
저자
Park, Guen Tae ; Frost, Jennifer M. ; Park, Jin-Sup ; Kim, Tae Ho ; Lee, Jong Seob ; Oh, Sung Aeong ; Twell, David ; Brooks, Janie Sue ; Fischer, Robert L. ; Choi, Yeonhee
발행기관
학술지명
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA -
권호사항
발행연도
2014
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
18393-18398(6쪽)
제공처
<P><B>Significance</B></P><P>During plant reproduction, meiosis generates haploid spores that undergo mitoses, forming gametophytes, in male and female parts of the flower. Haploid cells within gametophytes differentiate into sperm and eggs, which form the next generation. We discovered that the <I>MOS7</I> (Modifier of Snc1,7) gene plays a critical role in microtubule organization and dynamics during mitosis in <I>Arabidopsis</I> sexual reproduction. MOS7 absence results in impaired gametogenesis, failure of ovule and pollen development, and seed abortion. Although mitoses during gamete formation are unique to plants, the regulation of mitosis itself is highly conserved between plants and vertebrates. Notably, we find that MOS7 protein primarily produced prior to meiosis is inherited by gametophytes, and, only if there is sufficient MOS7 protein, will mitosis correctly occur during gametogenesis.</P><P>Angiosperm reproduction is characterized by alternate diploid sporophytic and haploid gametophytic generations. Gametogenesis shares similarities with that of animals except for the formation of the gametophyte, whereby haploid cells undergo several rounds of postmeiotic mitosis to form gametes and the accessory cells required for successful reproduction. The mechanisms regulating gametophyte development in angiosperms are incompletely understood. Here, we show that the nucleoporin Nup88-homolog MOS7 (Modifier of Snc1,7) plays a crucial role in mitosis during both male and female gametophyte formation in <I>Arabidopsis thaliana</I>. Using a mutagenesis screen, we identify the <I>mos7-5</I> mutant allele, which causes ovule and pollen abortion in <I>MOS7/mos7-5</I> heterozygous plants, and preglobular stage embryonic lethality in homozygous <I>mos7-5</I> seeds. During interphase, we show that MOS7 is localized to the nuclear membrane but, like many nucleoporins, is associated with the spindle apparatus during mitosis. We detect interactions between MOS7 and several nucleoporins known to control spindle dynamics, and find that in pollen from <I>MOS7</I>/<I>mos7-5</I> heterozygotes, abortion is accompanied by a failure of spindle formation, cell fate specification, and phragmoplast activity. Most intriguingly, we show that following gamete formation by <I>MOS7/mos7-5</I> heterozygous spores, inheritance of either the <I>MOS7</I> or the <I>mos7-5</I> allele by a given gamete does not correlate with its respective survival or abortion. Instead, we suggest a model whereby MOS7, which is highly expressed in the Pollen- and Megaspore Mother Cells, enacts a dosage-limiting effect on the gametes to enable their progression through subsequent mitoses.</P>
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