Ein modularer prionenähnlicher Domänencode zur Aktivierung der Hitzeschockfaktoren in Pflanzen

• Antragsteller: Professor Philip Anthony Wigge, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569400318

Für Organismen ist es wichtig, sich vor Hitzestress zu schützen. Hitze kann dazu führen, dass sich Proteine entfalten und Membranen schädigen. Wie Tiere verfügen Pflanzen über ein spezialisiertes Zellsignalsystem, um Hitzestress zu erkennen und über Hitzeschock-Transkriptionsfaktoren (HSFs) schützende Signalwege in der Zelle zu aktivieren. Obwohl HSFs seit Jahrzehnten intensiv erforscht werden, war bis vor Kurzem unbekannt, wie sie durch hohe Temperaturen aktiviert werden. Wir haben kürzlich entdeckt, dass HSFs in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana durch spezielle temperaturempfindliche Regionen, sogenannte prionenähnliche Domänen, gesteuert werden. In diesem Projekt werden wir diese Entdeckung nutzen, um wichtige neue Hypothesen zur Temperatursteuerung von HSFs zu untersuchen. Ziel 1: Bestimmung der Mechanismen, die die nukleär-zytoplasmatische Verteilung von HSFs steuern. Hypothese: PLDs steuern die HSF-Sequestrierung und die nukleär-zytoplasmatische Verteilung. Ziel 2: Charakterisierung mutmaßlicher HSF-Enhancer für die Hitzeschockreaktion. Hypothese: HSFs lösen die Bildung von DNA-Looping durch die Bildung von „Super-Enhancern“ aus. Ziel 3: Verständnis, wie die PLD-Stärke Temperaturreaktionen beeinflussen kann. Hypothese: IDR-Sequenzvariationen könnten zur Klimaanpassung beitragen. Ziel 4: Bestimmung des HSFA1a-Interaktoms. Hypothese: Das HSFA1a-Interaktom ist dynamisch und spielt eine Rolle bei der Akklimatisierung. Ziel 5: Anwendung neuer Erkenntnisse zur Entwicklung veränderter Temperaturreaktionen. Hypothese: HSFA1-Aktivierungstemperaturen können manipuliert werden. Insgesamt wird dieses Projekt wichtige Erkenntnisse darüber liefern, wie Pflanzen Hitzeschockstress wahrnehmen. Dies ermöglicht es uns, die Fähigkeit von Pflanzen, Hitzestress wahrzunehmen und darauf zu reagieren, direkt zu modulieren. Dies könnte für die Züchtung klimaresistenter Nutzpflanzen nützlich sein und wichtige neue Erkenntnisse über die grundlegenden Prozesse liefern, durch die die Hitzeschockreaktion bei Eukaryoten reguliert wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen