Die Rolle des Glutaredoxins ROXY21 beim programmierten Zelltod

• Antragstellerin: Professorin Dr. Rita Groß-Hardt
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 219011478

Die Bildung von Gameten spielt eine Schlüsselrolle bei der sexuellen Fortpflanzung. Der weibliche Gametophyt von Blütenpflanzen bildet neben gametischen Zellen (Eizelle und Zentralzelle) akzessorische Zellen (Antipoden und Synergiden), die vor bzw. bei Befruchtung durch programmierten Zelltod (PCD) sterben. In Vorarbeiten haben wir die syco-1 Mutante charakterisiert, die neben einer Entwicklungsstörung der Zentralzelle einen Defekt beim Zelltod der Antipoden aufweist. SYCO codiert für eine mitochondrial-lokalisierte cysteinyl-tRNA Synthetase und wird innerhalb des weiblichen Gametophyten nur in der Zentralzelle benötigt. Das zeigt, dass der Zelltod der Antipoden durch ein in der Zentralzelle generiertes mobiles Signal ausgelöst wird. Durch die gezielte Beeinträchtigung der Elektronentransportkette in Zentralzellmitochondrien von Wildtyp Pflanzen konnten wir zudem zeigen, dass es einen kausalen Zusammenhang zwischen der Mitochondrienfunktion in der Zentralzelle und der Lebensdauer der Antipoden gibt. Auf der Suche nach weiteren Faktoren, die an dieser Mitochondrien-abhängigen Zell-Zell Kommunikation beteiligt sind, haben wir eine T-DNA Insertionsmutante identifiziert, die morphologisch von syco-1 Mutanten nicht zu unterscheiden ist. Unser Vorarbeiten deuten darauf hin, daß die Mutante nicht-allelisch zu syco-1 ist, sondern mutmaßlich auf einen Defekt im Glutaredoxin ROXY21 zurückgeht. Glutaredoxine sind kleine Oxidoreduktasen, die den Redoxhaushalt und die Redoxantwort in der Zelle regulieren. Im hier vorgeschlagenen Projekt soll die Rolle von ROXY bei der Zelltodregulation im weiblichen Gametophyten untersucht werden. Daneben möchten wir durch "loss-" und "gain-offunction" Studien die Funktion von ROXY21 beim Seneszenz-assoziierten Zelltod untersuchen. Wir hoffen mit Hilfe der hier vorgeschlagenen Experimente, einen Beitrag zum besseren Verständnis des PCD und der beteiligten zellkommunikativen Vorgänge leisten zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen