Das Protein-Protein- Interaktionsnetzwerk von KNL2 in Pflanzen

• Antragstellerin: Dr. Inna Lermontova
• Fachliche Zuordnung: Genetik und Genomik der Pflanzen ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 467635690

Zentromere sind spezifische chromosomale Regionen, in denen sich Kinetochor-Komplexe in Mitose und Meiose zusammenlagern, um Chromosomen an die Spindelfasern zu binden, Sie sind damit für die genaue Verteilung der Chromosomen auf die Tochterkerne während der Zellteilung in Eukaryoten verantwortlich. Der Verlust von Zentromer und Kinetochor führt zu Chromosomen-Missegregation, Genominstabilität, Aneuploidie und Zelltod. Die Zentromer-Identität wird epigenetisch durch die als cenH3 bezeichnete Histon-H3-Variante spezifiziert, die die Bildung eines funktionellen Kinetochors auslöst. Die Kinetochor-Komplexe bestehen aus mehr als 100 Proteinen.KINETOCHORE NULL2 (KNL2) spielt die Schlüsselrolle beim Neueinbau von cenH3 in das Chromosom und ist für die Rekrutierung weiterer Kinetochor-Proteine verantwortlich.Wir haben bereits das homologe KNL2-Protein von Pflanzen identifiziert und charakterisiert. Eine Knockout-Mutante für AtKNL2 zeigte eine verringerte Menge an cenH3 in den Zentromeren. Die Kreuzung einer knl2-Mutante mit dem Wildtyp führte zur Erzeugung von haploiden Pflanzen. Unsere Studien identifizierten auch eine Zentromer-erkennende CENPC-k-Domäne, die am C-Terminus von KNL2 liegt. Im beantragten Projekt wollen wir Proteine identifizieren und charakterisieren, die direkt mit KNL2 interagieren oder zum selben Proteinkomplex gehören. Zu diesem Zweck wurden eine IP-MS-Analyse und ein Screening einer Y2H-Bibliothek durchgeführt. Die mit KNL2 gefällten Proteine MOS1, NUF2, NDC80 und DOT2 mit hoher Score, die dafür bekannt sind, an der Regulation von Zellteilungen beteiligt zu sein, wurden für die weitere Analyse ausgewählt. Die ausgewählten Kandidaten-Proteine werden funktionell charakterisiert, indem ihre subzelluläre Lokalisation und Auswirkung auf die Kinetochor-Bildung, Zellteilung, das Pflanzenwachstum und die Entwicklung analysiert werden. Diese Ergebnisse sind erforderlich, um den Mechanismus der Kinetochor-Bildung und -Funktion zu verstehen. Zusätzlich werden die Ergebnisse in der Forschungsgruppe der Antragstellerin genutzt, um die KNL2-basierte Haploiden-Induktion bei Arabidopsis und verschiedenen Kulturpflanzenarten zu optimieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dmitri Demidov, Ph.D.