Entschlüsselung der Rolle von CPSFL1 bei der Thylakoid-Biogenese und -Erhaltung unter normalen- und abiotischen Stressbedingungen

• Antragsteller: Alexander Paul Hertle, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie ; Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452589609

In diesem Projekt wird die Rolle von CPSFL1, einem Sec14-ähnlichen Protein, bei der Thylakoidmembran-Biogenese, dem Lipidtransport und der Stressanpassung in Pflanzen untersucht. Thylakoidmembranen sind für die Photosynthese von entscheidender Bedeutung, und das Verständnis ihres Aufbaus und ihrer Instandhaltung ist entscheidend für die Verbesserung der Widerstandsfähigkeit und der photosynthetischen Effizienz von Pflanzen. Das Projekt konzentriert sich auf die Mechanismen, die am Lipidaustausch zwischen Chloroplastenmembranen beteiligt sind, sowie auf die Prozesse, die die Krümmung der Membranen, die Vesikelbildung und -fusion beeinflussen, insbesondere unter Stressbedingungen wie Trockenheit und Hitze. Der Schlüssel zu dieser Studie ist CPSFL1, das nachweislich eine zentrale Rolle beim Lipidtransport in Chloroplasten spielt. Es handelt sich um ein Sec14-ähnliches Protein, das mit Signallipiden interagiert. CPSFL1 ist auch an der Lipidverteilung und dem Membranumbau beteiligt, und seine Funktion ist entscheidend für die Membranstabilität, die Thylakoidbiogenese und Stressreaktionen. Mutanten, denen CPSFL1 fehlt, zeigen Wachstumsdefekte, desorganisierte Thylakoide und die Unfähigkeit, stromale Vesikel zu bilden, was die Bedeutung des Proteins für die Membrandynamik unterstreicht. Als DFG-Stipendiat schlage ich ein interdisziplinäres und komplementäres Arbeitsprogramm vor, um die funktionelle Rolle von CPSFL1 in der Chloroplastenbiogenese und unter abiotischen Stressbedingungen zu untersuchen. Dazu gehört die Untersuchung der Bindung und Umverteilung von Signallipiden durch CPSFL1 in vitro und in vivo mittels hochauflösender Bildgebung und Lipidanalytik. Darüber hinaus untersuchen wir, wie CPSFL1 die Biosynthese und Verteilung von Acyllipiden in Chloroplasten beeinflusst, insbesondere im Zusammenhang mit wichtigen pflanzlichen Signalmolekülen wie Oxylipinen oder Jasmonsäure. Darüber hinaus konzentriert sich das Projekt auf die Rolle von CPSFL1 bei der Lipidsignalübertragung unter abiotischen Stressbedingungen und untersucht, wie CPSFL1 zum Lipidumbau und zu pflanzlichen Stressreaktionen beiträgt. Die Forschungsarbeiten werden entscheidende Erkenntnisse über die Rolle von CPSFL1 bei der Membrandynamik, der Lipidsignalübertragung und der Stressanpassung liefern. Sie werden auch das Potenzial von CPSFL1 aufdecken, die Stresstoleranz von Pflanzen zu verbessern und die Fähigkeit photosynthetischer Pflanzen, Stress zu bewältigen und gleichzeitig ihre photosynthetische Leistung aufrechtzuerhalten. Die Ergebnisse könnten unser Verständnis der Lipidsignalübertragung in Pflanzen verbessern und neue Strategien zur Steuerung des Lipidstoffwechsels und der Stressresistenz von Nutzpflanzen liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen