Kontrolle des PILS-Umsatzes für die entwicklungsbedingte Akklimatisierung in Pflanzen

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Kleine-Vehn
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 559042842

Auxin, ein zentrales Phytohormon, orchestriert das Pflanzenwachstum und die -entwicklung durch die Integration interner Signale und Umweltreize. Hier möchten wir unser Verständnis der pflanzlichen Wachstumsakklimatisierung an die Umwelt vertiefen. PIN-LIKES (PILS) sind mutmaßliche Auxin-Carrier, die am Endoplasmatischen Retikulum (ER) lokalisiert sind, und haben sich als entscheidende Regulatoren des intrazellulären Auxin-Signalings erwiesen. Sie spielen eine wesentliche Rolle bei der Anpassung von Pflanzen an Umweltveränderungen wie Licht, Temperatur und ER-Stress. Die umweltabhängige Kontrolle des PILS-Umsatzes ist ein wichtiger Mechanismus für die Akklimatisierung des Organswachstums, aber die molekularen Mechanismen, die den Umsatz und die Stabilität von PILS-Proteinen steuern, sind weitgehend unerforscht. Dieses Projekt zielt darauf ab, die regulatorischen Pfade zu entschlüsseln, die den Umsatz von PILS-Proteinen steuern, wobei der Schwerpunkt auf der Rolle des ER-assoziierten Abbauwegs (ERAD) liegt. Wir hypothesieren, dass die ERAD-vermittelte Regulation der PILS-Stabilität ein Schlüsselmechanismus ist, durch den Pflanzen das Auxin-Signal als Reaktion auf Umweltveränderungen modulieren und dadurch gewebespezifische Wachstumsreaktionen koordinieren. Unsere Ziele sind: • die raumzeitliche Kontrolle der ERAD-PILS-Interaktion aufklären: Wir werden untersuchen, wie Umweltfaktoren und hormonelle Signale die Interaktion zwischen PILS-Proteinen und ERAD-Komponenten beeinflussen und dadurch die Stabilität und Funktion von PILS verändern. • die molekularen Mechanismen entschlüsseln, die das Pflanzenwachstum über die PILS-Stabilität regulieren: Durch Identifizierung posttranslationaler Modifikationen, insbesondere Phosphorylierungsstellen an PILS-Proteinen, wollen wir verstehen, wie diese Modifikationen den PILS-Umsatz und das Auxin-Signaling bestimmen. • die physiologische Rolle von ERAD in nicht gestressten Pflanzen untersuchen: Wir werden die erweiterten Funktionen von ERAD jenseits der Qualitätskontrolle erforschen, indem wir seine Rolle bei der Regulation korrekt gefalteter Proteine wie PILS unter normalen physiologischen Bedingungen bewerten. Durch den Einsatz fortschrittlicher Techniken in der Molekularbiologie, Live-Cell-Imaging, Phosphoproteomik und genetischer Manipulation wird diese Forschung umfassende Einblicke in die Mechanismen liefern, die die Auxin-Homöostase und die Anpassung des Pflanzenwachstums steuern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen