SICOPID_Aktivierung und Regulation von entwicklungssteuernden Membranrezeptorkinasen und Immunrezeptoren, und ihre Verbindung zu zytoplasmatischen Signaltransduktionswegen

• Antragsteller: Professor Michael Hothorn, Ph.D.; Professor Yvon Jaillais, Ph.D.; Professor Dr. Zachary Nimchuk; Professor Dr. Thorsten Nürnberger; Professor Dr. Cyril Zipfel
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme ; Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 354195343

Pflanzen haben während der Evolution spezifische, Plasmamembran-ständige Rezeptorkinasen hervorgebracht, um Wachstum und Entwicklung ihrer Zellen, Gewebe und Organe zu koordinieren. Verschiedene Mitglieder der Proteinfamilie der Rezeptorkinasen agieren als Mustererkennungsrezeptoren in der Immunabwehr oder als Hormonrezeptoren, die den Bau der Pflanze beeinflussen. Eine wachsende Zahl an experimentellen Belegen legt nahe, dass Rezeptorkinasen, die eine einheitliche Domänenstruktur aufweisen und gemeinsame Signalkaskadenelemente aktivieren, in Signalkomplexen in der Plasmamembran organisiert sind. Es ist bis heute nur unzureichend verstanden, wie die Erkennung endogener oder fremder Signale an der Zelloberfläche in die Aktivierung spezifischer Entwicklungsprogramme oder Immunreaktionen im Zellinneren übersetzt wird. Um Gemeinsamkeiten und spezifische Unterschiede in den Aktivierungsmechanismen Entwicklungs- und Immunitäts-spezifischer Rezeptorkomplexe zu identifizieren, schlagen wir eine Kombination physiologischer, genetischer und zellbiologischer Methoden mit quantitativ biochemischen, Phosphoprotein-Profiling- und strukturbiologischen Ansätzen vor. Wir werden im molekularen Detail analysieren, wie aktivierte Rezeptorkomplexe spezifische Signaltransduktionskaskaden initiieren und wie die Aktivität pflanzlicher Rezeptorkinasen durch inhibitorische Protein reguliert wird. Wir erwarten, dass unsere Arbeiten ein besseres Verständnis dafür liefern werden wie biologische Spezifität in der Rezeptorkinase-vermittelten Signaltransduktion auf molekularer Ebene kodiert ist. Diese Erkenntnisse schaffen die Voraussetzungen dafür, pflanzliche Entwicklungs- und Immunabwehrprogramme in Kulturpflanzen in der Zukunft biotechnologisch verbessern zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich, Großbritannien, Schweiz, USA
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency; Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC); National Science Foundation (NSF); Schweizerischer Nationalfonds (SNF)