Die Rolle von PCH1 und PCHL bei der Regulierung der Phytochromwirkung und der Bildung von Photobodies

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Hiltbrunner
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 562237420

Als sessile, photoautotrophe Organismen ist es für Pflanzen wichtig, sich an die Lichtbedingungen in der Umgebung anzupassen. Um Licht als Informationsquelle nutzen zu können, sind sie mit verschiedenen Photorezeptoren ausgestattet, wie z. B. den Phytochromen, die rotes und dunkelrotes Licht wahrnehmen. Samenpflanzen enthalten mehrere Phytochrome, darunter phyA und phyB. PhyB ist vor allem bei Lichtverhältnissen mit hohem Rotlichtanteil, wie z. B. Sonnenlicht, aktiv, während phyA vor allem bei Lichtverhältnissen mit hohem Dunkelrotlichtanteil, wie z. B. im starken Vegetationsschatten, aktiv ist. Durch Licht aktivierte Phytochrome werden in den Zellkern transportiert, wo sie membranlose Strukturen, die sogenannten photobodies, bilden. Photobodies entstehen durch liquid-liquid phase separation und sind für die physiologische Aktivität von Phytochromen wichtig. Phytochrom-Mutanten, in denen die Entstehung von photobodies verändert ist, zeigen typischerweise auch eine veränderte physiologische Aktivität. In einem früheren Projekt haben wir PCH1 und PCHL als Phytochrom-bindende Proteine identifiziert, die mit phyB in photobodies kolokalisieren und die Bildung von phyB-photobodies und die physiologische Aktivität von phyB fördern. PCH1 und PCHL enthalten intrinsisch ungeordnete Domänen, von denen bekannt ist, dass sie liquid-liquid phase separation fördern, und erste Daten zeigen auch, dass PCH1 in vitro Kondensate bildet. Im beantragten Projekt wollen wir untersuchen, ob und wie PCH1 und PCHL die Bildung von phyB-photobodies kontrollieren. Vorläufige Daten zeigen, dass PCH1 und insbesondere PCHL auch die physiologische Aktivität von phyA beeinflussen, aber die Rolle von PCH1 und PCHL bei der von phyA abhängigen Lichtsignalleitung wurde bisher noch nicht untersucht. Daher ist es ein weiteres Ziel des beantragten Projekts zu verstehen, wie PCH1 und PCHL die Aktivität und die Bildung von photobodies von phyA kontrollieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen