Phragmoplast-gesteuerte Expansion der Zellplatte

• Antragstellerin: Dr. Sabine Müller
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 585700930

Die genaue Positionierung der Teilungsebene während der pflanzlichen Zellteilung ist für das dreidimensionale Wachstum, die Gewebedifferenzierung und die Organentwicklung von entscheidender Bedeutung. Bei Pflanzen ist dieser Prozess besonders kritisch, da starre Zellwände die Zellform und Gewebearchitektur dauerhaft einschränken. Fehler bei der Positionierung der Teilungsebene oder der Zytokinese haben irreversible Folgen für die Morphogenese und stehen in Zusammenhang mit einer verminderten Fitness der Pflanzen, was sich auf landwirtschaftlich relevante Merkmale wie Ertrag, Stresstoleranz und Pathogenresistenz auswirkt. Trotz ihrer grundlegenden Bedeutung sind die molekularen Mechanismen, die eine zuverlässige Steuerung des Phragmoplast genanntenTeilungsapparats in Pflanzen gewährleisten, noch nicht vollständig verstanden. Das vorgeschlagene Forschungsprojekt zielt darauf ab, die molekularen Grundlagen der Phragmoplastensteuerung während der Pflanzenzellteilung aufzuklären, wobei der Schwerpunkt auf dem Motorprotein POK2 und seinem Interaktions-Netzwerk liegt. Durch die Integration zellbiologischer, genetischer und biochemischer Ansätze werden wir untersuchen, wie POK2 zur räumlichen Steuerung der Zytokinese beiträgt. Dazu werden wir die Rolle von POK2 in der Phragmoplasten-Mittelzone definieren und untersuchen, wie diese Population in der Mittelzone zur seitlichen Ausdehnung des Phragmoplasten beiträgt. Wir werden untersuchen, ob POK2 über seine Funktion als strukturelles Gerüst für die Komponenten der Teilungsstelle noch weitere Funktionen ausübt. Darüber hinaus werden wir testen, ob die Mobilität von POK2 und spezifisch seine Motordomäne für eine genaue Phragmoplastensteuerung erforderlich sind, und wir werden das rasche Verschwinden von POK2 nach Beendigung der Zytokinese untersuchen. Zusammen werden diese Studien mechanistische Einblicke in die Koordination der Positionierung der Teilungsebene durch die Dynamik des Zytoskeletts und Motorproteine liefern. Durch die Verknüpfung molekularer Mechanismen mit dem Zellverhalten und der Organisation auf Gewebeebene wird diese Arbeit unser Verständnis der Pflanzenmorphogenese und der Entstehung räumlicher Muster während der Entwicklung voranbringen. Die Ergebnisse werden zu grundlegenden Konzepten der räumlichen Organisation während der Entwicklung beitragen und sind daher relevant für die Pflanzenzell- und Entwicklungsbiologie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen