UV-B Perzeption und Signaltransduktion in Arabidopsis
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Sesshafte Pflanzen brauchen UV-Schutzmechanismen zum Überleben im Sonnenlicht. Ein wichtiger Faktor ist die Funktion von UV-B Strahlung als Umweltinformation und ihre Erkennung durch den vor annähernd 40 Jahren postulierten UV-B Photorezeptor. Im Rahmen dieses Emmy Noether Projektes haben wir im pflanzlichen Modellsystem (Ackerschmalwand, Arabidopsis thaliana) den UV-B Photorezeptor und erste wichtige nachgeschaltete Signaltransduktionskomponenten molekular identifiziert und charakterisiert: UVR8 Homodimere erkennen UV-B Photonen mit Hilfe einer Standardaminosäure (Tryptophan-285), was zur Monomerbildung und Interaktion mit COP1 führt, einem zentralen Regulator der UV-B Antwort. Der nachgeschaltete Transkriptionsfaktor HY5 führt dann zu UV-B-induzierten Genexpressionsänderungen. Unter den induzierten Genen sind nicht nur wichtige Gene zur Etablierung von UV-B Toleranz im Prozess der Akklimatisierung, sondern auch negative „Feedback“-Regulatoren, welche für die optimale Entwicklung und Wachstum der Pflanzen unter UV-B von Wichtigkeit sind.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2006) CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC1 is required for the UV-B response in Arabidopsis. Plant Cell 18: 1975-1990
Oravecz, A., Baumann, A., Mate, Z., Brzezinska, A., Molinier, J., Oakeley, E.J., Adam, E., Schäfer, E., Nagy, F., and Ulm, R.
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(2009) Interaction of COP1 and UVR8 regulates UV-B-induced photomorphogenesis and stress acclimation in Arabidopsis. EMBO J. 28: 591-601
avory, J.J., Stec, A., Gruber, H., Rizzini, L., Oravecz, A., Funk, M., Albert, A., Cloix, C., Jenkins, G.I., Oakeley, E.J., Seidlitz, H.K., Nagy, F., and Ulm, R.
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(2010) Negative feedback regulation of UV-B-induced photomorphogenesis and stress acclimation in Arabidopsis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107: 20132-20137
Gruber, H., Heijde, M., Heller, W., Albert, A., Seidlitz, H.K., and Ulm, R.
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(2010) The Arabidopsis bZIP transcription factor HY5 regulates expression of the PFG1/MYB12 gene in response to light and ultraviolet-B radiation. Plant Cell Environ. 33: 88-103
Stracke, R., Favory, J.J., Gruber, H., Bartelniewoehner, L., Bartels, S., Binkert, M., Funk, M., Weisshaar, B., and Ulm, R.
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(2011) Arabidopsis MAP kinase phosphatase 1 and its target MAP kinases 3 and 6 antagonistically determine UV-B stress tolerance, independent of the UVR8 photoreceptor pathway. Plant J. 68: 727-737
González Besteiro, M.A., Bartels, S., Albert, A., and Ulm, R.
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(2011) Perception of UV-B by the Arabidopsis UVR8 protein. Science 332: 103-106
Rizzini, L., Favory, J.J., Cloix, C., Faggionato, D., O’Hara, A., Kaiserli, E., Baumeister, R., Schäfer, E., Nagy, F., Jenkins, G.I., and Ulm, R.
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(2012) UV-B photoreceptor-mediated signalling in plants. Trends Plant Sci. 17: 230-237
Heijde, M. and Ulm, R.
