Genetic analysis of endosomal compartments using high throughput imaging

• Antragstellerin: Dr. Martina Beck
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 198122488

Membran Kompartimentalisierung und Vesikelbewegungen innerhalb und zwischen Zellen wird als essentielle zelluläre Eigenschaft von höheren Eukaryoten betrachtet. Die Formierung von Endomembran-Kompartimenten, Plasmamembran (PM) und Zellwänden ist auf gerichtete Vesikelbewegungen angewiesen, welches die Bildung, Transport und Fusion von Vesikeln mit Zielmembranen beinhaltet. Somit sind gerichtete Vesikelbewegungen in Pflanzen notwendig für Entwicklung, Signaltransduktion und biotischen und abiotischen Stressantworten. Zum Beispiel spielen dynamische Prozesse an der PM in Pflanzen eine wichtige Rolle bei der Immunreaktionen gegen pathogene Mikroorganismen. Obwohl bisher mehrere Membrankomponenten identifiziert werden konnten, ist die Dynamik der zugrundeliegenden Prozesse in intakten Zellen, die Koordination von zellulären Subfunktionen zwischen unterschiedlichen Endomembran-Kompartimenten, sowie die Gewebe- und Zelltyp-spezifische Differenzierung nicht wirklich aufgeklärt. Um die Organisation des endosomalen Systems in Pflanzen gezielt zu analysieren, müssen die intrazellulären Komponenten, die im Vesikel-Membran Verkehr beteiligt sind, identifiziert werden. Eine Hochdurchsatz-Mikroskopie Methode, geeignet fuer die quantitative Detektion von Membrankompartimenten in subzellulaerer Auflösung im intakten Gewebe, wurde etabliert und in einem genetischen Screen einer transgenen Arabidopsis Linie angewand, welche GFP2xFYVE als Marker für späte Endosomen/ Multivesikuläre Körperchen (MVB) exprimiert. Dieser Ansatz ermöglichte die Identifizierung von Mutanten mit verändertem Endosomenlevel, gekennzeichnet durch entweder eine erhöhte Anzahl von Endosomen oder eine stark verringerte Endosomenzahl. Mehrere fel (FYVE-endosome levels) Mutanten konnten bestätigt werden. Das vorliegende Forschungsprojekt bezieht sich auf Mapping und Charakterisierung der verantwortlichen Gene, welches zur Identifikation neuer Kandidaten führt, die an endo-exocytischen Ereignissen beteiligt sind.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeberin: Professorin Dr. Silke Robatzek