Global key players of chloroplast gene expression

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Jörg Meurer
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen ; Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 238561773

Die plastidäre Ribonuklease E (RNE) spielt eine wichtige Schlüsselrolle bei der Prozessierung zahlreicher Transkripte und gehört somit zu den wichtigsten RNA-Prozessierungsfaktoren in Chloroplasten. Mit Hilfe von revers- und vorwärts-gerichteter Genetik sowie tagging-Ansätzen kombiniert mit Massenspektrometrie haben wir kürzlich einen Eubakterien-ähnlichen Degradosom-Komplex (DLC) identifiziert, der die Ribonukleasen RNE, RNJ, eine Helikase, zwei ribosomale Proteine mit putativer extraribosomaler Funktion sowie unbekannte Proteine, wie RHON1 und ein Pentatricopeptide repeat (PPR) Protein, enthält. Die Existenz eines plastidären Degradosoms konnte bislang nicht nachgewiesen werden. Das essentielle, pflanzenspezifische RHON1-Protein bindet spezifisch RNAs, welche in rne- und rhon1-Mutanten nicht effizient prozessiert werden. Darauf basierend haben wir postuliert, dass RHON1 die Funktion der RNE unterstützt, indem es die zu prozessierenden Ziel-RNAs zum DLC befördert. Interessanterweise weisen sowohl rne als auch rhon1-Mutanten zahlreiche, ungewöhnlich kleine Chloroplasten auf. Dies deutet auf eine wichtige Rolle bei der Plastidenteilung hin. PAC repräsentiert ein anderes, globales Schlüsselprotein im plastidären RNA-Metabolismus. Wir haben gezeigt, dass PAC mit anderen Proteinen assoziiert ist und RNA binden kann. Dieses Projekt beabsichtigt die Aufklärung der Funktion und Bedeutung der Interaktionspartner von RNE, RHON1 und PAC, die Identifizierung der präzisen Ziel-RNAs von PAC, die Analyse einer putativen regulatorischen Rolle in der plastidären Genexpression sowie einer möglichen Funktion von PAC in der Assemblierung von Ribosomen. Ferner könnten zukünftige Untersuchungen am DLC und PAC, ihrer Kompartimentierung und Assoziationspartner viel versprechende Aufschlüsse über die Organisation der plastidären Genexpression sowie die Teilung und Biogenese der Chloroplasten liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen