DFG Forschungsgruppe 5116

"exRNA": Kommunikation zwischen Pflanzen und Mikroben durch extrazelluläre RNA: Systemische Ansätze zur Erforschung molekularer Mechanismen und agronomischer Anwendungen.

Ernährungssicherheit und gesunde Ernährung für 11 Milliarden Menschen im Jahr 2100 ist eine der größten Herausforderungen dieses Jahrhunderts. Der wissenschaftlichen Literatur zufolge gibt eskeine andere Wahl, als die globale Ertragseffizienz zu steigern und die Ertragslücken zu verringern, um die globale Ernährungssicherheit zu gewährleisten - denn eine weitere Flächenvergrößerung für die Landwirtschaft ist keine akzeptable Alternative. Um diese landwirtschaftlichen Ziele zu erreichen, sind ein neues Verständnis der Mechanismen von Pflanzenkrankheiten und neue technologische Erkenntnisse im Pflanzenschutz erforderlich. Daher ist es das Hauptziel dieser Initiative, ein international führendes und kooperatives Konsortium zu bilden, mit dem gemeinsamen Ziel, ein mechanistisches Verständnis der RNA-vermittelten „Cross-Kingdom“ Kommunikation zwischen Pflanzenwirten und ihren Pathogenen zu entwickeln. Unsere zentrale Hypothese ist, dass exRNAs (RNA Effektoren) eine Schlüsselrolle bei der Infektion von Pflanzen durch Krankheitserreger spielen und daher auch ein hohes Potenzial zur Verbesserung der Pflanzengesundheit haben.

Die übergeordneten strategischen Ziele unserer Initiative sind:

• die Rolle von exRNAs inder Zell-zu-Zell-Kommunikation und ihre Übertragungswege aufzuzeigen
• die Entwicklung neuer Strategien für den Pflanzenschutz zu ermöglichen
• Forschungskapazitäten in der exRNA-Biologie aufzubauen und die Ausbildung der nächsten Generation von Studierenden in diesem wichtigen Forschungsgebiet voranzutreiben.

Unsere spezifischen Ziele sind:

• Die Entwicklung von Strategien zur Verbesserung der Verwendung von RNA bei der Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten
• Die Aufklärung der Prinzipien der cross-kingdom Kommunikation in Pflanzen-Mikroben-Interaktionen
• Die Bewertung der Routen von exRNAs in der Pflanzen-Mikroben-Kommunikation zwischen interagierenden Organismen
• Die Aufklärung der wichtigsten Transaktionsfaktoren, die am Transport von exRNAs beteiligt sind.

Das Konsortium vereint Experten mit Wissen und Schlüsselpublikationen auf dem Gebiet der nicht-codierenden RNAs, des RNA-Transports, der RNA-Protein-Interaktion, der RNA-vermittelten Cross-Kingdom-Kommunikation, der Vesikelbiologie und des RNA-basierten Pflanzenschutzes, darunter Pflanzenpathologen, Mykologen, Botaniker, Zellbiologen und Biochemiker. Wir gehen davon aus, dass die in diesem Konsortium gewonnenen Erkenntnisse in Zukunft zur Verbesserung agronomischer RNA-Anwendungen genutzt werden können, etwa durch Einsatz neuartiger Formulierungen, RNA-Typen, RNA-bindenden Proteinen sowie der Nutzung von artifiziellen Membranvesikeln zur RNA Applikation.