Die Rolle der ROP Signalisierung in der auxinabhängigen orientierten Zellteilung

• Antragsteller: Dr. Prasad Vaddepalli, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 501457569

Zellen stellen grundlegende Bausteine der Pflanzenarchitektur dar. Das Vorhandensein der relativ rigiden Zellwand führt zu erheblichen Konsequenzen. Die Aufrechterhaltung der Zellform und die Positionierung der Zellwand während der Zellteilung sind daher für die pflanzliche Morphogenese von entscheidender Bedeutung. Die Ausrichtung der Zellteilungsebene bildet die Grundlage für formgebende Ereignisse, die die Zell- und Gewebediversität während der embryonalen und postembryonalen Entwicklung bestimmen. Daher ist das Verständnis der Mechanismen die bei diesem Prozess zum Einsatz kommen von zentraler Bedeutung für die Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen. Während der Embryogenese von Arabidopsis wird die Orientierung der Zellteilungsebene bei symmetrischen Zellteilungen durch eine einfache geometrische Standardregel bestimmt, die auf einer minimalen Oberfläche basiert. Alle asymmetrischen Zellteilungen, die zur Bildung neuer Gewebeschichten führen, weichen jedoch von dieser Regel ab. Diese Abweichung wird durch eine transkriptionelle Auxin-Antwort vermittelt. Auxin erreicht dies, indem es die Organisation des Zytoskeletts und die Zellgeometrie reguliert. Weitere Analysen zur molekularen Regulierung dieses Phänomens ergaben, dass MT-assoziierte IQD-Proteine und Signalkomponenten der kleinen Rho-GTPasen, nämlich ROPs, eine Rolle spielen. In diesem Projekt möchte ich mit Hilfe einer Kombination von Ansätzen aus Genetik, Molekularbiologie, Zellbiologie und computergestützter Bildanalyse untersuchen, wie die ROP-Aktivität die Zellform und die Ausrichtung der Teilungsebene während der Embryonalentwicklung reguliert. Ich werde erkunden, ob dies die Regulierung der Plasmamembranpolarität und der Organisation des Zytoskeletts einschließt, und wie diese Prozesse mit der ausgerichteten Zellteilung korrelieren. Darüber hinaus werde ich untersuchen, wie die Interaktion mit nachgeschalteten ROP-Signalkomponenten wie MT-bindenden IQDs die Zelldynamik während der frühen Embryomusterung reguliert. Die Ergebnisse dieses Projekts werden neue Signalmechanismen aufzeigen, die an der Schnittstelle zwischen Plasmamembran und Zytoskelett eingesetzt werden, um die Zellform zu erhalten und die Teilungsebenen während der pflanzlichen Entwicklung auszurichten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen