Analyse der heterotrimeren G-Protein vermittelten Signaltransduktion in der Maisentwicklung
Die von heterotrimeren G-Proteinen vermittelte Signaltransduktion kontrolliert ein breites Spektrum entwicklungsbiologischer und physiologischer Prozesse, einschließlich Zellproliferation und Wachstum. Studien der letzten Jahre haben gezeigt, dass heterotrimere G-Protein Signaltransduktion in Pflanzen nicht dem klassischen Mechanismus folgt, der durch Untersuchungen an tierischen Systemen identifiziert wurde. Meine zuvor durchgeführte Charakterisierung des COMPACT PLANT2 (CT2) Gens aus Mais, das für die α-Untereinheit eines heterotrimeren G-Proteins kodiert, bietet einen einzigarten Startpunkt, die noch immer wenig verstandenen molekularen Mechanismen der G-Protein vermittelte Signaltransduktion zu entschlüsseln. Die Komplexität des ct2 mutanten Phänotyps unterstreicht die Annahme, dass heterotrimere Signaltransduktion, neben der Kontrolle der Stammzellpopulation, an weiteren Prozessen beteiligt ist und unterschiedliche regulatorische Signalwege integriert. Darüber hinaus implizieren Vorarbeiten, dass in Pflanzen - ähnlich zu Tieren - heterotrimere G-Proteine nichtkanonische Funktionen innerhalb der Zelle ausüben.
Es soll untersucht werden, wie in Pflanzen heterotrimere G-Proteine extra- und intrazelluläre Signale als Integrationsschnittstelle koordinieren, um letztendlich kontrollierte Zellteilung zu gewährleisten. Wir untersuchen, wie der Brassinosteroid Signalweg mit der heterotrimeren Gα-Untereinheit interagiert, um die Wachstumshöhe zu regulieren. Parallel dazu sollen nichtkanonische Funktionsweisen der Gα-Untereinheit untersucht werden, insbesondere im Hinblick auf die Regulation der Cytoskelettdynamik. Die zuvor aufgeführten Ansätze sollen durch die Identifizierung von natürlichen oder EMS-induzierten enhancer oder suppressor Mutanten der Gα-Untereinheit erweitert werden. In einem parallelen Ansatz werden die sechs in Mais vorliegenden Gγ-Untereinheiten, basierend auf Expressionsanalysen und der phänotypischen Analyse der korrespondierenden CRISPR/Cas9 induzierten Mutanten, funktional charakterisiert. Die Kombination der unterschiedlichen Ansätze soll gewährleisten G-Protein vermittelte Signaltransduktion bei der Kontrolle der Pflanzenarchitektur systematisch zu erfassen.
- Duration: 2015 bis 2018
- Sponsor: DFG