Die N-end Rule bei der pflanzlichen Antwort auf Umwelteinflüsse

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Bachmair; Professor Dr. Joost T. van Dongen; Professor Michael Holdsworth, Ph.D.; Professor Dr. Francesco Licausi
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 243440351

Die Veränderung von Pflanzen zur Erhöhung des Ernteertrags trotz wechselnder Bedingungen stellt eine wichtige Antwort auf Klimaänderungen und wachsende Unsicherheiten bezüglich des landwirtschaftlichen Umfeldes dar. Selektiver und konditionaler proteolytischer Abbau von Regulatorproteinen ist eines der wichtigsten Regulationsprinzipien in Pflanzen. Das Ziel des N-vironment Programms ist das vollständige, mechanistische Verständnis der Rolle des N-end rule Weges der Proteolyse bei der Kontrolle pflanzlicher Reaktionen auf Umwelteinflüsse. Um dieses Ziel zu erreichen, soll ein Consortium aus international führenden europäischen Gruppen gebildet werden, die Erfahrung in einem der zahlreichen Facetten des N-end rule Weges mitbringen, insbesondere in Bezug auf die biochemischen Basis des Abbauweges, die Reaktion auf Sauerstoffmangel, die Regulation von Stress und die metabolische Signaltransduktion. Am Projekt nehmen sechs Gruppen aus vier Institutionen teil, mit komplementärer Expertise in molekularen Pflanzenwissenschaften, Biochemie und Chemie. Das Programm des N-vironment Consortiums wird durch sechs miteinander verknüpfte Work Packages (WPs) erreicht, die von vier Partnern (drei finanziert durch ERA-CAPS und ein assoziiertes Labor) durchgeführt werden. Ziel der WPs ist die Beantwortung fundamentaler Fragen, welche, basierend auf kürzlich veröffentlichten Erkenntnissen von Consortiumsmitgliedern, die Rolle des N-end rule Weges als wichtigen Regulator der pflanzlichen Entwicklung und der Antwort auf Umweltbedingungen betreffen. Frage 1: Was sind die Substrate und Komponenten des N-end rule Weges ? Frage 2: Wie ist der N-end rule Weg in die zelluläre Signaltransduktion integriert ? Frage 3: In welchem Ausmaß beeinflusst der N-end rule Weg die zelluläre Antwort auf biotische und abiotische Umwelteinflüsse ? Das vorgeschlagene Forschungsprogramm führt zu innovativen Resultaten auf diesem neuen Gebiet der Pflanzenbiologie. Insbesondere bringt das Programm neue Erkenntnisse zu Mechanismen der Regulation von Proteinstabilität, zu Mechanismen der Wahrnehmung von Umweltstress, zu Funktionen von Proteinen in der Stressregulation, sowie zur Bedeutung des N-end rule Weges für die Tomate als agronomisch wichtige Pflanze. Der im Antrag thematisierte Bereich der molekularen Pflanzenbiologie entwickelt sich rasch und wird von Mitgliedern des Consortiums führend vertreten. So gehen die Entdeckung von Substraten, von Wegen des Eintritts in den Proteolyseweg und die erste Beschreibung von Komponenten auf Constortiumsmitglieder zurück. Es stehen viele Ressourcen exklusiv für dieses Kollaborationsprojekt zur Verfügung, was zu Synergismen in diesem Projekt beiträgt, sodass Europa mit Unterstützung von ERA-CAPS eine führende Rolle auf diesem Gebiet übernehmen kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien, Italien, Österreich
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Neil Oldham; Professor Pierdomenico Perata, Ph.D.; Professorin Dr. Rumiana Ray