Transkriptionsregulation der Asymmetrie der Zygote in Arabidopsis thaliana
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In diesem Projekt untersuchen wir eine zentrale Frage in der Pflanzenentwicklung: Wie wird die Körperachse (Wurzel-Sproß) der Pflanze während der embryonalen Musterbildung etabliert. In unseren Vorarbeiten zu diesem Projekt, hatten wir gezeigt, daß der Transkriptionsfaktor WRKY2 für die Positionierung des Zellkerns und asymmetrische Zellteilung der Zygote notwendig ist, durch die die Gründerzellen für den Embryo und den Suspensor, durch den der Embryo mit dem Muttergewebe verbunden ist, entstehen. Während de dreijährigen Förderung des Projekts haben wir die transkriptionalen Änderungen, die durch WRKY2 reguliert werden, aufgedeckt. Wir haben dann entdeckt, daß ein Gleichgewicht in der Zygote zwischen Transkriptionsregulatoren der apikalen und basalen Tochterzellen die asymmetrische Teilung der Zygote und die Integrität des Aktinzytoskeletts reguliert. Wir haben uns dann dem Mechanismen nach der zygotischen Teilung zugewandt. Hier entdeckten wir ein WRKY2-abhängiges Netzwerk in der basalen Tochterzelle das basale Entwicklung reguliert. Eine Konsequenz dieses Netzwerks ist die Regulation des Auxin Efflux Proteins PIN7, durch das Auxin in die apikalen Tochterzellen transportiert wird. Als Antwort auf die Auxinakkumulierung reprimiert die apikale Zelle Regulatoren der basalen Zellidentität (einschließlich WRKY2). Dieser lateraler Inhibitionsmechanismus trägt zur Trennung der Entwicklungswege von apikaler und basaler Tochterzelle, und damit zur Bildung der Körperachse, bei.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Transcriptional Activation of Arabidopsis Axis Patterning Genes WOX8/9 Links Zygote Polarity to Embryo Development. Developmental Cell, 20(2), 264-270.
Ueda, Minako; Zhang, Zhongjuan & Laux, Thomas
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A Molecular Framework for the Embryonic Initiation of Shoot Meristem Stem Cells. Developmental Cell, 40(3), 264-277.e4.
Zhang, Zhongjuan; Tucker, Elise; Hermann, Marita & Laux, Thomas
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Transcriptional integration of paternal and maternal factors in the Arabidopsis zygote. Genes & Development, 31(6), 617-627.
Ueda, Minako; Aichinger, Ernst; Gong, Wen; Groot, Edwin; Verstraeten, Inge; Vu, Lam Dai; De Smet, Ive; Higashiyama, Tetsuya; Umeda, Masaaki & Laux, Thomas
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Maternal auxin supply contributes to early embryo patterning in Arabidopsis. Nature Plants, 4(8), 548-553.
Robert, Hélène S.; Park, Chulmin; Gutièrrez, Carla Loreto; Wójcikowska, Barbara; Pěnčík, Aleš; Novák, Ondřej; Chen, Junyi; Grunewald, Wim; Dresselhaus, Thomas; Friml, Jiří & Laux, Thomas
