Arabidopsis Phytochrom A Signaltransduktion: Charakterisierung und Identifizierung von cytosolischen Ereignissen und Komponenten des phyA-FHY1 Weges

• Antragsteller: Professor Dr. Lars-Oliver Essen; Privatdozent Dr. Mathias Zeidler
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 15990434

Pflanzen nutzen Phytochrome als Rot/Dunkelrot detektierende Photorezeptoren um ihre Lichtumgebung wahrzunehmen und regulieren, davon abhängig, viele Aspekte ihrer Entwicklung. Phytochrome A (phyA) ist einer von fünf Phytochromen in Arabidopsis, das unter anderem die Keimung und die frühe Keimlingsentwicklung steuert. Nach Aktivierung wird phyA in den Kern transportiert, wo es umfassend Gene reguliert. Zwei Signaltransduktionskomponenten, far red elongated hypocotol (FHY1) FHY1-like (FHL) sind für den Kerntransport verantwortlich, ohne diese ist kein phyA im Kern zu detektieren. Dadurch konnten neue cytoplasmatische Funktionen von phyA entdeckt werden. In dem Anschlussprojekt wurde die Regulation des phyA Kerntransportes und der Einfluss von FHY1 Bindung auf phyA sowie die Funktion weiterer cytoplasmatischen Partnerproteine untersucht. Dabei wurde der Mechanismus, mit dem phyA in den Kern transportiert wird detaillierter untersucht. Weitere potentielle Signaltransduktionskomponenten, die in lichtabhängigen Hefe-zwei und –drei-Hybridsystemen mit funktionellem phyA identifiziert wurden,untersucht. Dabei wurde der Einfluss einer cytoplasmatischen Proteinphosphatase auf die phyA - very low fluence Response entdeckt. Des weiteren wurde heterolog exprimiertes und gereinigtesphyA auf die Interaktion mit Signalkomponenten biochemisch und biophysikalisch untersucht. In dem beantragten Folgeprojekt sollen die Sekundärmodifikationen von FHY1 während des Kerntransports von phyA, die strukturelle Basis für die phyA-FHY1 Interaktion und eine, als Partnerprotein identifizierte, small ubiquitin like modifier (SUMO)-Ligase weiter untersucht werden. Das beantragte Projekt ist ein gemeinsames Projekt mit dem Essen-Labor in Marburg, welches die Strukturbiologie, Biophysik und Massenspektrometrie durchführen wird, während das Zeidler-Labor sich auf die Proteininteraktion und die Funktion der identifizierten Partnerproteine sowie die Translokationskinetik und Steuerung konzentrieren wird. Das beantragte Projekt wird das Verständnis über die Funktion dieses Photorezeptors erweitern. Die Steuerung des Kerntransports ist von allgemeinem Interesse in verschiedenen Organismen. Ein detailliertes Verständnis von induzierbaren Kerntransport eines Rezeptors ist von großem Interesse für die gezielte Manipulation von Genexpression über die Pflanzenwissenschaften hinaus.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen