Protein homeostasis and inter-organellar signaling under salt stress.

چکیده اصلی

Salinity is a major abiotic constraint on plant growth, productivity, and global food security. It disrupts cellular protein homeostasis (proteostasis) at every step, from synthesis to degradation. Plant survival under salt stress therefore depends on the coordinated regulation of protein synthesis, folding, post-translational modification, trafficking, quality control, and turnover. The individual contributions of the nucleus, ribosomes, endoplasmic reticulum (ER), and Golgi apparatus to salinity responses are increasingly well described, but how these compartments communicate remains far less understood. This review synthesizes current evidence on this inter-organellar signaling network, addressing four questions: how salinity-induced osmotic, ionic, and oxidative stress reprograms nuclear transcription and chromatin state; how ribosomes sustain selective translation of protective proteins while clearing stalled or damaged translational products; how the ER expands its folding capacity through the unfolded protein response and removes terminally misfolded proteins by ER-associated degradation; and how the Golgi sustains glycosylation, sorting, and secretion of the transporters needed for ion and osmotic homeostasis. Beyond these organelle-level responses, the review discusses two signaling layers that couple them into a single circuit: post-translational modifications (phosphorylation, ubiquitination, SUMOylation, and redox- and nitrosative/persulfidation-based marks) and phytohormone/gasotransmitter signals, including abscisic acid, nitric oxide, hydrogen sulfide, carbon monoxide, and melatonin. By framing proteostasis as an emergent property of nucleus-ribosome-ER-Golgi coordination rather than of any single compartment, this review identifies specific inter-organellar signaling nodes as candidate targets for breeding or engineering salinity-resilient crops.

ترجمه فارسی چکیده

شوری یک محدودیت محیطی مهم برای رشد، بهره‌وری و امنیت غذایی جهانی است که در تمام مراحل از سنتز تا تجزیه، تعادل پروتئینی (پروتواستاز) سلولی را مختل می‌کند. بقا گیاهان در برابر استرس شوری به هماهنگی در تنظیم سنتز، پیچش، اصلاح پس از ترجمه، حمل و نقل، کنترل کیفیت و تجزیه پروتئین‌ها وابسته است. این مرور ادبیات شواهد فعلی را درباره شبکه سیگنال‌دهی بین‌سازمانی جمع‌آوری می‌کند و به چهار سوال پاسخ می‌دهد: چگونه استرس‌های اسمزی، یونی و اکسیداتیو ناشی از شوری، ترنسکریپتونuclear و وضعیت کروماتین را بازنویسی می‌کند؛ چگونه ریبوزوم‌ها ترجمه انتخابی پروتئین‌های محافظ را تضمین می‌کنند و محصولات متوقف‌شده یا آسیب‌دیده را پاکسازی می‌کنند؛ چگونه شبکه ترشحی (ER) ظرفیت پیچش خود را از طریق پاسخ پروتئین‌های نامرتب افزایش می‌دهد و پروتئین‌های نامرتب نهایی را از طریق تجزیه مرتبط با شبکه ترشحی حذف می‌کند؛ و چگونه دستگاه گلژی گلیکوزیلاسیون، مرتب‌سازی و ترشح کانال‌های مورد نیاز برای هماهنگی یونی و اسمزی را تضمین می‌کند. علاوه بر پاسخ‌های سطح سازمانی، مرور دو لایه سیگنال‌دهی را که آن‌ها را به یک مدار واحد متصل می‌کنند، بررسی می‌کند: اصلاحات پس از ترجمه و سیگنال‌های هورمون گیاهی/گازترانسمیتر. با درک پروتواستاز به عنوان یک ویژگی پدیدارشناختی هماهنگی هسته-ریبوزوم-ER-گلژی، این مرور نقاط سیگنال‌دهی بین‌سازمانی خاص را به عنوان اهداف بالقوه برای اصلاح یا مهندسی گیاهان مقاوم به شوری شناسایی می‌کند.

متن کامل اصلی