Functions of patatin-related phospholipases A in auxin and light signalling
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Projekt erfolgte die Konzentration darauf, die Rolle der Patatin-verwandten Phospholipasen A (pPLA’s) in der Auxin-Signalübermittlung zu untersuchen. Das Grundprinzip der Methode war, die Expression von frühen Auxin-stimulierten Gene nach sehr kurzer Zeit zu messen. Die frühen Auxin-Gene sind bekannt. Diese Expressionswerte wurden von uns als Auxin-Marker-Gene und somit als Auxin-Biotest verwendet, der differenziert, schnell und spezifisch die Aktivität des Auxin-Rezeptors TIR1 anzeigt. Diese Methode zeigte, dass alle 10 pPLA-Gene an der Auxin-Signalübermittlung beteiligt sind, da deren Mutanten diese Auxin-Marker-Gene mehr oder weniger stark fehlregulieren. Diese Fehlregulation ist bereits nach 10 min zu beobachten, was bedeutet, dass dieses nicht durch TIR1 selbst als Auxin-Rezeptor gesteuert werden kann sondern durch ABP1. Somit wird durch diese Arbeiten auch ein Modell der Interaktion und Koordination der Rezeptoren ABP1 und TIR1 vorschlagen, bei dem ABP1 „upstream“ von TIR1 agiert. Es lag nahe, dieselbe Methode auch bei anderen Mutanten zu nutzen. Wir untersuchten Mutanten, die durch Proteinphosphorylierungsvorgänge die Auxin-Transportproteine steuern, Mutanten von Auxin-Transprtproteinen, die wiederum die innere Auxin-Konzentration regulieren, so dass dieses die Aktivität von TIR1/AFB-Rezeptoren reguliert. Da Phospholipase A selbst im Fettsäure-Stoffwechsel eine Rolle spielt, wurden auch Mutanten aus diesem Funktionsbereich eingesetzt. All Mutanten erwiesen sich als Komponenenten des Steuer-Systems, das von ABP1 ausgehend TIR1/AFB-Rezeptoren reguliert über die interne Auxin-Konzentration. Ferner wird ein schnell akkumulierender Inhibitor für TIR1 postuliert. Diese Arbeiten unterstützen die These der Kooperation von ABP1 und TIR1 und unterstreichen die funktionelle Stellung von ABP1.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2010) Patatin-related phospholipase A: nomenclature, subfamilies, and functions in plants. Trends in Plant Sciences 15, 693-700
Scherer G.F.E., Ryu S.B., Wang X., Matos A.R., Heitz T.
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(2010) Phospholipase A in plant signal transduction. In: Lipid Signaling in Plants. Plant Cell Monographs, T. Munnik (ed.). Springer, Heidelberg, Vol. 16, pp. 3-22
Scherer, G.
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(2010) Roles of Arabidopsis patatin-related phospholipases A in root development related to auxin response and phosphate deficiency. Mol. Plant 3: 524 – 538
Rietz S., Georgi Dermendjiev, Esther Oppermann, Fikadu Getah Tafesse, Yunus Effendi, André Holk, Jane E. Parker, Markus Teige, Scherer G.F.E.
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(2012) Phospholipases and the network of auxin signal transduction with ABP1 and TIR1 as two receptors: a comprehensive and provocative model. Frontiers Plant Sci. 3:56
Scherer G.F.E., Labusch C., Effendi Y.
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(2013) Patterns and timing in expression of early auxin-induced genes imply involvement of phospholipase A (pPLA) T-DNA mutants in the regulation of auxin respsonses. Molecular Plant, 6, 1473-1486
Labusch, C., Shishova, M., Effendi, Y., Li, M. Wang, X., Scherer G.F.E.
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(2014) Mutants of phospholipase A (pPLA-I) have a red light and auxin phenotype. Plant Cell and Environment. Jan 16
Effendi Y., Radatz, K. Rietz S., Labusch, C., Wimalasekera R., Zeidler M., Scherer GFE
