Funktion von NOT9B und CCR4-NOT bei der Phytochrom A-abhängigen Photomorphogenese

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Hiltbrunner
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 453030721

Phytochrome (phys) sind Rot-/Dunkelrot-Photorezeptoren in Pflanzen, die eine entscheidende Rolle bei der Anpassung von Wachstum und Entwicklung an Veränderungen in der Umwelt spielen. In den meisten Pflanzen sind die Phytochrome durch kleine Genfamilien codiert. PhyA und phyB sind die wichtigsten Phytochrome in Samenpflanzen, die an der Regulation des Wachstums und der Entwicklung beteiligt sind, einschließlich der Samenkeimung, der De-etiolierung, der Blühinduktion und der Antwort auf Vegetationsschatten. PhyB ist der primäre Rezeptor für rotes Licht, während phyA für die Wahrnehmung von dunkelrotem Licht und Licht sehr geringer Intensität benötigt wird.Wenn Phytochrome durch Licht aktiviert werden, werden diese aus dem Cytosol in den Zellkern transportiert und regulieren die Genexpression. Es gibt zwei gut untersuchte Signalwege, die den Phytochromen nachgeschaltet sind und die Antworten auf Licht unterdrücken. Die PHYTOCHROME INTERACTING FACTORs (PIFs), eine Untergruppe der bHLH-Transkriptionsfaktoren, sind negative Regulatoren der Lichtsignalleitung. Parallel dazu markiert der CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1/SUPPRESSOR OF PHYA-105 (COP1/SPA) E3 (COP1/SPA) E3-Ubiquitin-Ligasekomplex positive Regulatoren der Lichtsignalleitung für den Abbau durch das Proteasom. Licht-aktivierte Phytochrome hemmen sowohl PIFs als auch COP1/SPA und induzieren dadurch Antworten auf Licht.Um neue Signalwege zu finden, über die Phytochrome wirken, und die potenziell unabhängig von PIFs und COP1/SPA sind, haben wir mit Hilfe eines Yeast-Two-Hybrid Screens nach Proteinen gesucht, die licht-abhängig mit phyA interagieren. In diesem Ansatz fanden wir NOT9B, eine Komponente des CCR4-NOT-Komplexes. Der CCR4-NOT-Komplex ist in Hefe, Drosophila und Säugetieren vergleichsweise gut charakterisiert und spielt eine Rolle bei verschiedenen Aspekten des RNA-Stoffwechsels und der Regulation der Genexpression. Über die Funktion des CCR4-NOT-Komplexes in Pflanzen ist jedoch viel weniger bekannt. Wir zeigen, dass NOT9B ein negativer Regulator der phyA-vermittelten Lichtantwort ist, und haben die Hypothese, dass mit dem CCR4-NOT-Komplex assoziiertes NOT9B die Lichtsignalleitung unterdrückt. Vorläufige Daten zeigen, dass licht-aktiviertes phyA NOT9B bindet und dadurch NOT9B aus dem CCR4-NOT-Komplex verdrängt, was dazu führt, dass die negative Wirkung von CCR4-NOT auf phyA-vermittelte Lichtantworten reduziert wird. Im vorgeschlagenen Projekt wollen wir die molekularen Mechanismen untersuchen, die der Regulation von CCR4-NOT durch phyA zugrunde liegen, und die für die Lichtregulation der Genexpression durch CCR4-NOT verantwortlich sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen