Prägung des Chromatins nach Hitzestress in Arabidopsis thaliana - Die Rolle des Mediatorkomplexes im transkriptionellen Gedächtnis

• Antragstellerin: Professorin Dr. Isabel Bäurle
• Fachliche Zuordnung: Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 495448349

Moderater Hitzestress (HS) bereitet eine Pflanze darauf vor, später hohen Temperaturen zu widerstehen, die für eine Pflanze im naiven Zustand letal sind. Nach der Rückkehr zu Nicht-Stress-Temperaturen wird der geprimte Zustand über mehrere Tage aufrechterhalten, und dieses Gedächtnis ist genetisch vom Thermopriming trennbar. Der zugrundeliegende Mechanismus des Hitzestressgedächtnisses, d. h. die Aufrechterhaltung des geprimten Zustands nach HS, ist nicht gut verstanden. Dieses Projekt befasst sich mit der Rolle des Chromatins und der transkriptionellen Regulation im Hitzestressgedächtnis. Bisher haben wir herausgefunden, dass das Hitzestressgedächtnis mit zwei Arten von transkriptionellem Gedächtnis assoziiert ist, zum einen mit einer anhaltenden Induktion der Genexpression (Typ I), zum anderen mit einer verstärkten Re-Induktion bei wiederholtem Hitzestress (Typ II). In einem Modifier-Screen für das Typ II Transkriptionsgedächtnis haben wir mehrere Mutanten identifiziert, die darauf hinweisen, dass der Mediator Co-Aaktivatorkomplex eine spezifische Funktion im HS-induzierten Transkriptionsgedächtnis besitzt. Mediator ist ein konservierter, aus mehreren Untereinheiten bestehender Co-Aktivator-Komplex, der die Signalübertragung von genspezifischen Transkriptionsfaktoren zur RNA-Polymerase II und der allgemeinen Transkriptionsmaschinerie überbrückt. Dieses Forschungsprojekt untersucht die mechanistischen Grundlagen von Mediator im HS-induzierten Transkriptionsgedächtnis mittels genomweiter Transkriptions- und Epigenomprofilierung sowie Proteininteraktionsstudien. Über neue Erkenntnisse zum Mechanismus des HS-induzierten Transkriptionsgedächtnisses hinaus werden die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts breite Auswirkungen auf unser Wissen über die Funktion des Mediatorkomplexes bei Pflanze-Umwelt-Interaktionen haben und könnten neue Wege zur Verbesserung der Hitzeresilienz bei Nutzpflanzen eröffnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen