Von der Stammzellaktivität zur Morphogenese des Sprosses

• Antragsteller: Professor Dr. Jan Lohmann
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 318879394

Pflanzenmorphologie ist maßgeblich von kontinuierlich aktiven Stammzellzentren abhängig, die Meristeme genannt werden. Während es zahlreiche Belege für den Beitrag von dynamischen biochemischen Signalkaskaden zur Etablierung von stabilen Mustern im Sprossapex gibt, liegt die Rolle von physikalischen Parametern, wie Zellgröße, Zellform, oder Zellmechanik noch weitgehend im Dunklen.Aufbauend auf unseren Ergebnissen der ersten FOR2581 Förderperiode werden wir diese Fragen nun aufgreifen und mithilfe der Big Cells in Epidermis (bce) Mutante bearbeiten, die wir identifiziert und charakterisiert haben. Das für den bce Phänotyp kausale Gen ist ein ribosomal RNA processing factor und wir werden daher in Aim 1 analysieren, wie Defekte in der Ribogenese zu vergrößerten und unregelmäßig geformten Zellen führen können. Im Aim 2 werden wir die bce Mutante als Modell verwenden, um die Rolle von Zellgröße, Zellform und Zellmechanik in morphogenetischen Prozessen auf der molekularen, zellulären und Gewebeebne aufzuklären. In Aim 3 werden wir untersuchen, wie zelluläre Eigenschaften in Subdomänen des Meristems zur Morphogenese des Sprosses beitragen. Wichtige Fragen werden hierbei sein, wie sich physikalische Zelleigenschaften auf das Zellschicksal auswirken und ob dieser Einfluss zellautonom und/oder nicht zellautonom wirkt. Um diese ambitionierten Ziele zu erreichen, werden wir eng mit anderen Mitgliedern der FOR2581 auf Feldern der Bildanalyse, Messung von mechanischen Zelleigenschaften und mathematischer Modellierung zusammenarbeiten. Dadurch erhoffen wir unsere komplexen Daten in überprüfbare Hypothesen und Vorhersagen ummünzen zu können.Zusammenfassend wird das hier vorgeschlagene Projekt die in der ersten Förderperiode charakterisierte bce Mutante als Modell verwenden, um das Zusammenspiel zwischen biochemischen Signalwegen und physikalischen Zelleigenschaften bei der Morphogenese des Sprosses aufzuklären.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2581: Morphodynamik der Pflanzen