Die Verbindung zwischen Organellen durch das Aktin-Zytoskelett zur Etablierung von Membrankontaktstellen

• Antragsteller: Dr. David Scheuring
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405039507

Die pflanzliche Vakuole besitzt eine Fülle kritischer Funktionen für die Zelle. Unsere Vorarbeiten haben gezeigt, dass die Verbindung der Vakuole mit dem Zytoskelett kritisch für die Regulierung von Struktur und Größe ist. Wird die Ausdehnung der Vakuole verzögert, führt dies zu Einschränkungen der Zellstreckung und letztlich zu langsamerem Pflanzenwachstum. Unsere Daten zeigen, dass die NETWORKED (NET) 4 Proteinfamilie an der Organisation des Aktin-Zytoskeletts beteiligt ist und damit Membranfusionen an der Vakuole steuert. Die Identifizierung und Bestätigung von vier Interaktionspartnern mit teilweise abweichender Lokalisierung sowie die partielle Lokalisierung von NET4 an der Kernhülle deuten jedoch auf weitere Funktionen hin. Es scheint möglich, dass NET4 eine weniger spezifische Rolle als ursprünglich angenommen hat und an weiteren Prozessen wie etwa der Etablierung von Membrankontakstellen beteiligt ist. Diese Kontaktstellen bringen Organellen in räumliche Nähe und erlauben einen Materialaustausch ohne das die Organellen hierfür fusionieren müssen. Dieser Prozess ist in Pflanzen weitestgehend unverstanden und die Beteiligung der Vakuole an der Etablierung von Membrankontaktstellen wurde noch nicht gezeigt. Ziel dieses Antrags ist es zu untersuchen wie NET4 gemeinsam mit seinen Interaktionspartnern Aktin-Filamente an verschiedene Organellen rekrutiert und ob dies zur Ausbildung von Membrankontaktstellen führt. Dafür soll hochauflösende (STED) Mikroskopie mit Protein-Interaktionsstudien kombiniert werden um die bereits zuvor etablierten Markerlinien und Gendeletionsmutanten von NET4 und Partnern zu charakterisieren. Zudem soll der Einfluss spezifischen Gendeletionen auf die Etablierung von Kontaktstellen analysiert werden und abschließend der Effekt auf Wachstum und Entwicklung der Pflanze untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen