Charakterisierung eines Kernmoduls, das für Allokationsentscheidungen und adaptive Antworten in Arabidopsis benötigt wird.

• Antragstellerin: Professorin Farhah Assaad, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 428023713

Adaptive Antworten können in vier verschiedene Stufen untergliedert werden: Erkennung, Signalintegration, entscheidungsfindende Prozesse und die Ausführung dieser Entscheidungen. Während bereits viele Fortschritte beim Verständnis der Signalaufnahme und -integration in Arabidopsis gemacht wurden, ist wenig bekannt über die entscheidungsfindenden Prozesse (diese werden hier als Allokationsentscheidungen bezeichnet) und ihre Ausführung. Um diese aufzuklären, wurde ein vorwärts gerichteter, genetischer Screen (Interessenskonflikt) verwendet, um die Hauptakteure in Allokationsentscheidungen zu identifizieren. Gemeinsam mit reversen, genetischen Ansätzen und Interaktionsscreens, haben wir ein Drei-Komponenten Modul entdeckt. Die erste Komponente dieses Moduls ist die shaggy-ähnliche Kinase BIN2, welche Signalintegration vermittelt. Die zweite Komponente ist der konservierte TRAPPII multi-Untereinheiten Tether-Komplex, welcher entscheidungsfindende Prozesse am trans-Golgi Netzwerk (TGN) vermittelt. Die dritte Komponente umfasst eine Familie von Rab GTPasen, von welchen angenommen wird, dass sie Entscheidungen ausführen, die den ersten zwei Komponenten nachgeschaltet sind. Um die molekularen Mechanismen der Signalkonvergenz am BIN2-TRAPP-RAB Modul zu analysieren, werden wir eine Kombination von Methoden aus Proteomics, Biochemie, Genetik und hochaufgelöster Konfokalmikroskopie einsetzen. Unsere konkreten Ziele sind dabei (1) den Einfluss von Brassinosteroid (BR)-induzierten posttranslationalen Modifikationen auf den Zusammenbau und die Funktion der TGN-assoziierten TRAPPII Tether-Komplexe zu erforschen, (2) die funktionalen Interaktionen zwischen den TRAPP Komplexen und Rab GTPasen zu charakterisieren, und (3) zu ermitteln, wie diese die Verteilungs- und Transportentscheidungen beeinflussen. Unsere Untersuchungen sollen molekulare Mechanismen identifizieren, durch die Signalweiterleitungen am TGN Verteilungsentscheidungen modulieren, die bei der Zellteilung, Elongation, Wachstumsanisotropie und Meristemfunktion eine Rolle spielen. Die mechanistischen Einblicke, die hier gewonnen werden, liefern eine wichtige Grundlage für das Verständnis von adaptiven Wachstums- und Allokationsentscheidungen in Pflanzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen