The emerging importance of cyclin-dependent kinase inhibitors in the regulation of the plant cell cycle and related processes

摘要

The cell division cycle in plants as in other eukaryotes is controlled by the cyclin-dependent kinase (CDK). This CDK paradigm determines that developmental cues and environmental signals need to impinge on the CDK complex to affect the cell cycle. An important part of understanding cell cycle regulation is to understand how CDK is regulated by various factors. In addition, there are features that set the cell cycle regulation in plants apart from that in other eukaryotes such as animals. Our knowledge of the molecular mechanisms that underlie the differences is poor. A family of plant CDK inhibitor proteins has been identified. The plant CDK inhibitors share similarity with a family of animal CDK inhibitors in a small region, while most of the sequence and the structural layout of the plant CDK inhibitors are different from the animal counterparts. Studies of plant CDK inhibitors have been performed mostly with the CDK inhibitors from Arabidopsis called ICKs (also referred to as KRPs). ICKs interact with D-type cyclins and A-type CDK. Overexpression of ICKs has been shown to affect cell division, plant growth, and morphogenesis. Studies of ICKs have also provided insightful information on the control of endoreduplication in plants. These aspects as well as cellular localization and protein regulation of ICKs are reviewed.Chez les plantes, comme chez les autres eucaryotes, le cycle de division cellulaire est contrôlé par la kinase dépendante de la cycline (CDK). Ce paradigme CDK détermine que les indices de développement et les signaux environnementaux doivent agir sur le complexe CDK pour affecter le cycle cellulaire. La compréhension de la façon selon laquelle le CDK est régulé par différents facteurs, constitue un aspect important pour comprendre la régulation des cycles cellulaires. De plus, certaines caractéristiques organisent la régulation des cycles cellulaires chez les plantes, et sont distinctes de celles qu'on trouve chez d'autres eucaryotes, comme les animaux. Notre connaissance des mécanismes moléculaires sous-jacents à ces différences est faible. On a identifié une famille de protéines inhibitrices des CDKs végétaux. Les inhibiteurs des CDKs végétaux ont des similitudes avec une famille animale d'inhibiteurs des CDK, dans la petite région, alors que la majeure partie de la séquence et la disposition structurale des inhibiteurs CDKs végétaux sont différentes de celles des contreparties animales. Les études sur les inhibiteurs CDKs végétaux ont été réalisées surtout avec les inhibiteurs CDKs de l'Arabidopsis appelés ICKs (aussi appelés KRPs). Les ICKs interagissent avec les cyclines de type D et le CDK de type A. On a démontré que la surexpression des ICKs affecte la division cellulaire, la croissance de la plante et sa morphogenèse. Les études sur les ICKs ont aussi fourni des informations sur le contrôle de l'endoreduplication chez les plantes. Les auteurs revoient ces aspects, ainsi que la localisation cellulaire et la régulation protéinique des ICKs.