Regulation des Eisenmangel-induzierten Transkriptionsfaktors FIT durch CBL-CIPK-vermittelte Phosphorylierung und Stresssignale in Wurzelepidermiszellen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Petra Bauer
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie ; Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 218662525

Der Eisenmangel-induzierte Transkriptionsfaktor aus der Familie der basischen Helix-Loop-Helix Proteine FIT ist für die Eisenaufnahme in Arabidopsis Wurzeln essentiell. FIT agiert als regulatorische Schaltstelle in Wurzelzellen und verbindet Stress- und Hormonwege mit der Eisenaufnahmeregulation. Schlüsselregulatoren verschiedener Wege interagieren direkt mit FIT und modulieren dessen Aktivität durch Protein-Protein Interaktionen. FIT kann dadurch die Eisenaufnahme als Antwort auf Entwicklungs- und Umweltsignale steuern. FIT wird bei Eisenmangel durch die Calcium (Ca2+)-induzierte Proteinkinase CIPK11 phosphoryliert und aktiviert. Calcineurin B-ähnliche (CBL)-interagierende Proteinkinasen (CIPKs) bilden eine Familie mit mehr als 25 Mitgliedern, die durch CBL-artige Ca2+-Sensoren bei Stress aktiviert werden. In diesem Projekt werden wir die Eisenmangelsignalleitung durch das CIPK-CBL Netzwerk untersuchen, wobei der Focus neben CIPK11 vor allem auf zwei weiteren CIPK Kinasen liegt. Das Projekt beruht auf der Arbeitshypothese, dass die CIPK-CBL Module gemeinsame koordinierte Antworten auf abiotischen Stress, Eisenernährung und oxidativen Stress steuern. Wir testen die Idee, dass alle drei CIPK Kinasen mit FIT interagieren, FIT phosphorylieren und aktivieren, um die Eisenaufnahme zu steigern. Aufgrund ihres unterschiedlichen Regulationsmusters in Folge von Eisenzugabe gehen wir davon aus, dass die drei CIPK Proteine in unterschiedlichen Kontexten agieren und die Eisenaufnahme beeinflussen. Wir werden untersuchen, ob ABA und Hitzestress die drei CIPK Kinasen aktivieren, um dadurch FIT Aktivität und Eisenaufnahme in Wurzelepidermiszellen entsprechend anzupassen.Zusammenfassend werden wir Proteinphosphorylierung, -lokalisation und -interaktionsstudien mit physiologischen Analysen kombinieren, um Beweise für die Rolle der drei CIPK Kinasen gemäß der Eisenversorgung auf FIT Regulation bei abiotischem Stress in Wurzeln zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen