Einfluss der pflanzlichen Zellwand auf Zellpolarisierung und Morphogenese in der Stomata Entwicklung.

• Antragsteller: Dr. Martin Bringmann
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 241170743

Pflanzenzellen kommen in Form: Wie Modifikationen der Zellwand Polarisierung und Differenzierung in der Stomataentwicklung beeinflussenPflanzenzellen erhalten ihre Form durch Zellwände, die sie umgeben und dem Innendruck (Turgor) entgegenwirken. Demzufolge ist die mit der Zelldifferenzierung einhergehende Formgebung verknüpft mit Änderungen der Zellwandeigenschaften in bestimmten Bereichen. Wie genau sich die Zellwand während der Differenzierung zu einer spezialisierten Zelle verändert, ist bisher nicht bekannt.Die Stomataentwicklungslinie der Blattepidermis ist ein gut geeignetes System um das Entstehen verschiedener Zelltypen und den daraus resultierenden zellulären Prozessen, sowie der Morphogenese zu erforschen. Die Zellen der Stomataentwicklungslinie werden durch asymmetrische Zellteilungen polarisierter Zellen gebildet. Das von mir vorgeschlagene Forschungsprojekt beleuchtet die Interaktion der pflanzlichen Zellwand mit Zellpolarisierung und Differenzierung.Die bereits generierten preliminären Ergebnisse deuten auf einen spezifischen Effekt des CELLULOSE SYNTHASE LIKE 5 (CSLD5) Gens hin, welches während der Stomataentwicklung exprimiert ist. Mutationen in diesem Gen ändern die Polarisation des BREAKING OF ASYMMETRY IN THE STOMATAL LINEAGE (BASL) Proteins und inhibieren somit asymmetrische Zellteilungen. Weitere Kandidatengene mit Zellwandbezug wurden in einem Ko- Expressionsscreening gefunden, in dem die Genexpression über 4 Stadien der Stomataentwicklung mit bekannten Markergenen verglichen wurde. Neben der Charakterisierung Zellwand bezogener Kandidatengene werde ich neue Interaktionsparter polarisierter Proteine während der Stomataentwicklung mittels Ko- Immunpräzipitation und Massenspektrometrie identifizieren und anschließend charakterisieren.Mein Forschungsvorhaben ermöglicht einen bi- direktionalen Einblick. Einerseits versucht es Lücken im Wissen darüber zu schließen, wie die spezifischen Zellteilungen und letztlich der Erwerb physikalischer Eigenschaften von Stomatazellen realisiert werden. Weiterhin erlaubt das experimentell sehr zugängliche Stomatasystem potenziell die Aufklärung der Zusammenhänge zwischen Zellidentität, -polarität und der Zellwand, was auf viele andere Zelltypen übertragbar sein wird.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Dr. Dominique Bergmann