A mitochondrial ADXR-ADX-P450 electron transport chain is essential for maternal gametophytic control of embryogenesis in Arabidopsis

Autores
Bellido, Andres; Distefano, Ayelen Mariana; Setzes, Nicolás; Cascallares, María Milagros; Oklestkova, Jana; Novak, Ondrej; Ramirez, Javier Alberto; Zabaleta, Eduardo Julian; Fiol, Diego Fernando; Pagnussat, Gabriela Carolina
Año de publicación
2022
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Mitochondrial adrenodoxins (ADXs) are small iron-sulfur proteins with electron transfer properties. In animals, ADXs transfer electrons between an adrenodoxin reductase (ADXR) and mitochondrial P450s, which is crucial for steroidogenesis. Here we show that a plant mitochondrial steroidogenic pathway, dependent on an ADXR-ADX-P450 shuttle, is essential for female gametogenesis and early embryogenesis through a maternal effect. The steroid profile of maternal and gametophytic tissues of wild-type (WT) and adxr ovules revealed that homocastasterone is the main steroid present inWT gametophytes and that its levels are reduced in the mutant ovules. The application of exogenous homocastasterone partially rescued adxr and P450 mutant phenotypes, indicating that gametophytic homocastasterone biosynthesis is affected in the mutants and that a deficiency of this hormone causes the phenotypic alterations observed. These findings also suggest not only a remarkable similarity between steroid biosynthetic pathways in plants and animals but also a common function during sexual reproduction.
Fil: Bellido, Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Distefano, Ayelen Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Setzes, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Cascallares, María Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Oklestkova, Jana. The Czech Academy of Sciences; República Checa
Fil: Novak, Ondrej. The Czech Academy of Sciences; República Checa
Fil: Ramirez, Javier Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica; Argentina
Fil: Zabaleta, Eduardo Julian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Fiol, Diego Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Pagnussat, Gabriela Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Materia
EMBRYOGENESIS
GAMETOPHYTE
HOMOCASTASTERONE
P450
PLANT REPRODUCTION
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/210629
Acceder
id CONICETDig_c1fd2c1d317d9f920f1749b5f108ba5b
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/210629
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling A mitochondrial ADXR-ADX-P450 electron transport chain is essential for maternal gametophytic control of embryogenesis in ArabidopsisBellido, AndresDistefano, Ayelen MarianaSetzes, NicolásCascallares, María MilagrosOklestkova, JanaNovak, OndrejRamirez, Javier AlbertoZabaleta, Eduardo JulianFiol, Diego FernandoPagnussat, Gabriela CarolinaEMBRYOGENESISGAMETOPHYTEHOMOCASTASTERONEP450PLANT REPRODUCTIONhttps://purl.org/becyt/ford/1.6https://purl.org/becyt/ford/1Mitochondrial adrenodoxins (ADXs) are small iron-sulfur proteins with electron transfer properties. In animals, ADXs transfer electrons between an adrenodoxin reductase (ADXR) and mitochondrial P450s, which is crucial for steroidogenesis. Here we show that a plant mitochondrial steroidogenic pathway, dependent on an ADXR-ADX-P450 shuttle, is essential for female gametogenesis and early embryogenesis through a maternal effect. The steroid profile of maternal and gametophytic tissues of wild-type (WT) and adxr ovules revealed that homocastasterone is the main steroid present inWT gametophytes and that its levels are reduced in the mutant ovules. The application of exogenous homocastasterone partially rescued adxr and P450 mutant phenotypes, indicating that gametophytic homocastasterone biosynthesis is affected in the mutants and that a deficiency of this hormone causes the phenotypic alterations observed. These findings also suggest not only a remarkable similarity between steroid biosynthetic pathways in plants and animals but also a common function during sexual reproduction.Fil: Bellido, Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Distefano, Ayelen Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Setzes, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Cascallares, María Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Oklestkova, Jana. The Czech Academy of Sciences; República ChecaFil: Novak, Ondrej. The Czech Academy of Sciences; República ChecaFil: Ramirez, Javier Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica; ArgentinaFil: Zabaleta, Eduardo Julian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Fiol, Diego Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Pagnussat, Gabriela Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaNational Academy of Sciences2022-01info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/210629Bellido, Andres; Distefano, Ayelen Mariana; Setzes, Nicolás; Cascallares, María Milagros; Oklestkova, Jana; et al.; A mitochondrial ADXR-ADX-P450 electron transport chain is essential for maternal gametophytic control of embryogenesis in Arabidopsis; National Academy of Sciences; Proceedings of the National Academy of Sciences of The United States of America; 119; 4; 1-2022; 1-120027-8424CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1073/pnas.2000482119info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2000482119info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T09:50:17Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/210629instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 09:50:18.167CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv A mitochondrial ADXR-ADX-P450 electron transport chain is essential for maternal gametophytic control of embryogenesis in Arabidopsis
title A mitochondrial ADXR-ADX-P450 electron transport chain is essential for maternal gametophytic control of embryogenesis in Arabidopsis
spellingShingle A mitochondrial ADXR-ADX-P450 electron transport chain is essential for maternal gametophytic control of embryogenesis in Arabidopsis
Bellido, Andres
EMBRYOGENESIS
GAMETOPHYTE
HOMOCASTASTERONE
P450
PLANT REPRODUCTION
title_short A mitochondrial ADXR-ADX-P450 electron transport chain is essential for maternal gametophytic control of embryogenesis in Arabidopsis
title_full A mitochondrial ADXR-ADX-P450 electron transport chain is essential for maternal gametophytic control of embryogenesis in Arabidopsis
title_fullStr A mitochondrial ADXR-ADX-P450 electron transport chain is essential for maternal gametophytic control of embryogenesis in Arabidopsis
title_full_unstemmed A mitochondrial ADXR-ADX-P450 electron transport chain is essential for maternal gametophytic control of embryogenesis in Arabidopsis
title_sort A mitochondrial ADXR-ADX-P450 electron transport chain is essential for maternal gametophytic control of embryogenesis in Arabidopsis
dc.creator.none.fl_str_mv Bellido, Andres
Distefano, Ayelen Mariana
Setzes, Nicolás
Cascallares, María Milagros
Oklestkova, Jana
Novak, Ondrej
Ramirez, Javier Alberto
Zabaleta, Eduardo Julian
Fiol, Diego Fernando
Pagnussat, Gabriela Carolina
author Bellido, Andres
author_facet Bellido, Andres
Distefano, Ayelen Mariana
Setzes, Nicolás
Cascallares, María Milagros
Oklestkova, Jana
Novak, Ondrej
Ramirez, Javier Alberto
Zabaleta, Eduardo Julian
Fiol, Diego Fernando
Pagnussat, Gabriela Carolina
author_role author
author2 Distefano, Ayelen Mariana
Setzes, Nicolás
Cascallares, María Milagros
Oklestkova, Jana
Novak, Ondrej
Ramirez, Javier Alberto
Zabaleta, Eduardo Julian
Fiol, Diego Fernando
Pagnussat, Gabriela Carolina
author2_role author
author
author
author
author
author
author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv EMBRYOGENESIS
GAMETOPHYTE
HOMOCASTASTERONE
P450
PLANT REPRODUCTION
topic EMBRYOGENESIS
GAMETOPHYTE
HOMOCASTASTERONE
P450
PLANT REPRODUCTION
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/1.6
https://purl.org/becyt/ford/1
dc.description.none.fl_txt_mv Mitochondrial adrenodoxins (ADXs) are small iron-sulfur proteins with electron transfer properties. In animals, ADXs transfer electrons between an adrenodoxin reductase (ADXR) and mitochondrial P450s, which is crucial for steroidogenesis. Here we show that a plant mitochondrial steroidogenic pathway, dependent on an ADXR-ADX-P450 shuttle, is essential for female gametogenesis and early embryogenesis through a maternal effect. The steroid profile of maternal and gametophytic tissues of wild-type (WT) and adxr ovules revealed that homocastasterone is the main steroid present inWT gametophytes and that its levels are reduced in the mutant ovules. The application of exogenous homocastasterone partially rescued adxr and P450 mutant phenotypes, indicating that gametophytic homocastasterone biosynthesis is affected in the mutants and that a deficiency of this hormone causes the phenotypic alterations observed. These findings also suggest not only a remarkable similarity between steroid biosynthetic pathways in plants and animals but also a common function during sexual reproduction.
Fil: Bellido, Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Distefano, Ayelen Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Setzes, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Cascallares, María Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Oklestkova, Jana. The Czech Academy of Sciences; República Checa
Fil: Novak, Ondrej. The Czech Academy of Sciences; República Checa
Fil: Ramirez, Javier Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica; Argentina
Fil: Zabaleta, Eduardo Julian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Fiol, Diego Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
Fil: Pagnussat, Gabriela Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina
description Mitochondrial adrenodoxins (ADXs) are small iron-sulfur proteins with electron transfer properties. In animals, ADXs transfer electrons between an adrenodoxin reductase (ADXR) and mitochondrial P450s, which is crucial for steroidogenesis. Here we show that a plant mitochondrial steroidogenic pathway, dependent on an ADXR-ADX-P450 shuttle, is essential for female gametogenesis and early embryogenesis through a maternal effect. The steroid profile of maternal and gametophytic tissues of wild-type (WT) and adxr ovules revealed that homocastasterone is the main steroid present inWT gametophytes and that its levels are reduced in the mutant ovules. The application of exogenous homocastasterone partially rescued adxr and P450 mutant phenotypes, indicating that gametophytic homocastasterone biosynthesis is affected in the mutants and that a deficiency of this hormone causes the phenotypic alterations observed. These findings also suggest not only a remarkable similarity between steroid biosynthetic pathways in plants and animals but also a common function during sexual reproduction.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-01
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/210629
Bellido, Andres; Distefano, Ayelen Mariana; Setzes, Nicolás; Cascallares, María Milagros; Oklestkova, Jana; et al.; A mitochondrial ADXR-ADX-P450 electron transport chain is essential for maternal gametophytic control of embryogenesis in Arabidopsis; National Academy of Sciences; Proceedings of the National Academy of Sciences of The United States of America; 119; 4; 1-2022; 1-12
0027-8424
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/210629
identifier_str_mv Bellido, Andres; Distefano, Ayelen Mariana; Setzes, Nicolás; Cascallares, María Milagros; Oklestkova, Jana; et al.; A mitochondrial ADXR-ADX-P450 electron transport chain is essential for maternal gametophytic control of embryogenesis in Arabidopsis; National Academy of Sciences; Proceedings of the National Academy of Sciences of The United States of America; 119; 4; 1-2022; 1-12
0027-8424
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1073/pnas.2000482119
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2000482119
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv National Academy of Sciences
publisher.none.fl_str_mv National Academy of Sciences
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1844613550910210048
score 13.070432

Publicaciones similares