Untersuchung der Funktion von Oleosomgebundenen Triacylglycerinlipasen während der Pathogeninfektion

• Antragsteller: Professor Dr. Till Ischebeck
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie ; Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 429585330

Oleosomen sind spezielle Organellen, die aus Proteinen bestehen, die in eine Phospholipideinzelschicht eingebettet sind, welche einen hydrophoben Kern aus Triacylglycerin (TAG) umschließt. In Pflanzen kommen sie nicht nur in Samen und Pollen vor, sondern auch in vegetativen Geweben, wo sie unter Stress akkumulieren. Bisher sind nur wenige Proteinfamilien bekannt, die an Oleosomen binden. Von großem Interesse waren schon immer Lipasen, welche TAG spalten können. Eine wichtige Lipase ist SUGAR DEPENDENT 1 die eine zentrale Rolle bei der Samenkeimung spielt. Allerdings sind noch viele bisher unerforschte Proteine in Arabidopsis als Lipasen annotiert, welche noch untersucht werden müssen.Wir arbeiten an einer Familie von Lipasen aus Arabidopsis, die mit Oleosomen assoziiert sind. Bei vier der fünf Lipasen konnten wir zudem Enzymaktivität gegenüber TAG nachweisen. Während OBL1 wichtig für das Pollenschlauchwachstum ist, spielt OBL3 eine Rolle bei der Pathogenabwehr, da die Mutante anfälliger gegen die Infektion durch Pseudomonas syringae pt tomato DC3000 Delta avrPto/avrPtoB ist, was auch durch wiedereinbringen des OBL3 Gens in die Mutante komplementiert werden konnte. Die Funktion von OBL3 könnte sein, dass es freie Fettsäuren für die Synthese von Oxylipinen (oxidierte Fettsäuren) generiert, welche als Phytoalexine dienen können. Hierfür spricht, dass ein Homolog aus Tomate wichtig für die Synthese von Volatilen (flüchtigen Stoffen) ist, welche sich von Oxylipinen ableiten. Interessanterweise sind auch Enzyme, die Oxylipine produzieren mit Oleosomen assoziiert.Wir wollen die Funktion der Familie der OBL Lipasen weiter untersuchen, in dem wir zeigen, dass sie auch eine Rolle bei der Abwehr gegen andere Pathogene spielt. Mittels ungerichteter Analyse über LC-MS (Flüssigchromatographie gekoppelt and Massenspektrometrie) sollen dann die Stoffe identifiziert werden, welche bei der Infektion mit Pathogenen im Wildtyp nicht aber in der Mutante gebildet werden. Im Anschluss sollen diese Substanzen dann auf ihre direkte Wirkung als Phytoalexine getestet werden.Des Weiteren wollen wir untersuchen, wie sich die Expression von OBL3 während der Pathogeninfektion ändert, in dem wir transgene Linien untersuchen, welche OBL3 gekoppelt an ein fluoreszierendes Protein oder das Reportergen GUS unter dem Promoter von OBL3 exprimieren.Zuletzt wollen wir noch Interaktionspartner von OBL3 identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen