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Blue-light dependent reactive oxygen species formation by Arabidopsis cryptochrome may define a novel evolutionarily conserved signaling mechanism

Authors :
Laurent Consentino
Françoise Corbineau
Nathalie Jourdan
Pablo R. Castello
Carlos F. Martino
Margaret Ahmad
Stefan Lambert
Pierre-Etienne Bouchet
Jacques Witczak
Alain d'Harlingue
Mohamed A. El-Esawi
Adaptation Biologique et Vieillissement = Biological Adaptation and Ageing (B2A)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Biomedical Engineering
Florida Institute of Technology [Melbourne]
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Universidad de Belgrano
Botany Department
Tanta University
Laboratoire de Biologie du Développement (LBD)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Xavier University
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Photobiologie (PHOTO)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS)
Administateur, HAL Sorbonne Université
Source :
New Phytologist, New Phytologist, 2015, 206 (4), pp.1450-1462. ⟨10.1111/nph.13341⟩, New Phytologist, Wiley, 2015, 206 (4), pp.1450-1462. ⟨10.1111/nph.13341⟩
Publication Year :
2014

Abstract

Cryptochromes are widespread blue-light absorbing flavoproteins with important signaling roles. In plants they mediate de-etiolation, developmental and stress responses resulting from interaction with downstream signaling partners such as transcription factors and components of the proteasome. Recently, it has been shown that Arabidopsis cry1 activation by blue light also results in direct enzymatic conversion of molecular oxygen (O2) to reactive oxygen species (ROS) and hydrogen peroxide (H2O2) in vitro. Here we explored whether direct enzymatic synthesis of ROS by Arabidopsis cry1 can play a physiological role in vivo. ROS formation resulting from cry1 expression was measured by fluorescence assay in insect cell cultures and in Arabidopsis protoplasts from cryptochrome mutant seedlings. Cell death was determined by colorimetric assay. We found that ROS formation results from cry1 activation and induces cell death in insect cell cultures. In plant protoplasts, cryptochrome activation results in rapid increase in ROS formation and cell death. We conclude that ROS formation by cryptochromes may indeed be of physiological relevance and could represent a novel paradigm for cryptochrome signaling. Fil: Consentino, Laurent. Université Pierre et Marie Curie; Francia Fil: Lambert, Stefan. Université Pierre et Marie Curie; Francia Fil: Martino, Carlos. Université Pierre et Marie Curie; Francia. University of Florida; Estados Unidos Fil: Jourdan, Nathalie. Université Pierre et Marie Curie; Francia Fil: Bouchet, Pierre Etienne. Université Pierre et Marie Curie; Francia Fil: Witczak, Jacques. Université Pierre et Marie Curie; Francia Fil: Castello, Pablo Raul. Universidad de Belgrano. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Université Pierre et Marie Curie; Francia Fil: El-Esawi, Mohamed. Université Pierre et Marie Curie; Francia. Tanta University; Egipto Fil: Corbineau, Francoise. Université Pierre et Marie Curie; Francia Fil: d'Harlingue, Alain. Université Pierre et Marie Curie; Francia Fil: Ahmad, Margaret. Université Pierre et Marie Curie; Francia. Universidad Xavier; Estados Unidos

Details

ISSN :
14698137 and 0028646X
Volume :
206
Issue :
4
Database :
OpenAIRE
Journal :
The New phytologist
Accession number :
edsair.doi.dedup.....5c51496ba013cded2773720c40e3f46f
Full Text :
https://doi.org/10.1111/nph.13341⟩