Regulation der Organisation von Pflanzenchromatin durch Lamin-Proteine
Genetik und Genomik der Pflanzen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Bei Eukaryonten weist die genomische DNA in Interphase-Kernen nicht zufällige Verteilungsmuster an der Kernperipherie auf, die durch die Bestandteile der Kernlamina realisiert werden. Die funktionelle Charakterisierung der pflanzlichen Kernlamina im Hinblick auf die Chromatinorganisation befindet sich noch im Anfangsstadium. In diesem Projekt haben wir grundlegende Merkmale der pflanzlichen Kernlamine in zwei Bereichen aufgedeckt. Erstens haben wir eine beträchtliche Funktionsdiversifizierung unter den Laminen in evolutionär getrennten Pflanzenarten festgestellt und festgestellt, dass das einzige Lamin in Marchantia, d. h. MpNMCP, nicht direkt mit Chromatin interagieren kann. Zweitens entdeckten und charakterisierten wir das Abbauen der Kernlamina als Reaktion auf Hitzestress. Überraschenderweise stellten wir auch fest, dass sich die Kernlamina von Arabidopsis unter anderen abiotischen Stressbedingungen abbaut; nach dem Abbau behalten einzelne Kernlamina-Komponenten ihre physikalischen Wechselwirkungen mit Chromatin weitgehend bei und formen möglicherweise die dreidimensionale Chromatinorganisation während der Stressanpassung. Eine derartige Flexibilität der pflanzlichen Kernlamina unter abiotischem Stress wurde bisher noch nirgendwo beschrieben; sie stellt wahrscheinlich ein neues, spannendes Forschungsgebiet der dreidimensionalen Pflanzengenomik dar. Insgesamt hat dieses Projekt bedeutende wissenschaftliche Entdeckungen gemacht, die unser Verständnis des Chromatin-Lamina- Netzwerks in Pflanzen verbessern und für Forscher, die sich mit der Architektur des Genoms, der Faltung des Chromatins und der Transkriptionsregulation beschäftigen, von großem Interesse sein werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Marchantia TCP transcription factor activity correlates with three-dimensional chromatin structure. Nature Plants, 6(10), 1250-1261.
Karaaslan, Ezgi Süheyla; Wang, Nan; Faiß, Natalie; Liang, Yuyu; Montgomery, Sean A.; Laubinger, Sascha; Berendzen, Kenneth Wayne; Berger, Frédéric; Breuninger, Holger & Liu, Chang
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Characterization of a Plant Nuclear Matrix Constituent Protein in Liverwort. Frontiers in Plant Science, 12 (2021, 5, 7).
Wang, Nan; Karaaslan, Ezgi Süheyla; Faiss, Natalie; Berendzen, Kenneth Wayne & Liu, Chang
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Spatial Features and Functional Implications of Plant 3D Genome Organization. Annual Review of Plant Biology, 73(1), 173-200.
Domb, Katherine; Wang, Nan; Hummel, Guillaume & Liu, Chang
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The plant nuclear lamina disassembles to regulate genome folding in stress conditions. (2022, 12, 2). American Geophysical Union (AGU).
Wang, Nan; Wang, Zhidan; Tzourtzou, Sofia; Wang, Xu; Bi, Xiuli; Leimeister, Julia; Xu, Linhao; Sakamoto, Takuya; Matsunaga, Sachihiro; Schaller, Andreas; Jiang, Hua & Liu, Chang
