Konfokales Laserscanning-Mikroskop

• Subject Area: Plant Sciences
• Term: Funded in 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 191289918

• Final Report Year: 2015

Final Report Abstract

Das konfokale Laser-Scanning-Mikroskop war von zentraler Bedeutung für die erfolgreiche Durchführung nahezu aller Forschungsprojekte der Nutzergruppen. Von spezieller Bedeutung war dabei die Fähigkeit, hochauflösende Studien zur Dynamik von Calciumsignalen in Pflanzengeweben durchführen zu können. Hierdurch wurde es möglich, spezifische Calciumsignale in Wurzeln von Arabidopsis und Reis in Antwort auf Umweltreize zu beschreiben und dabei auch die Beteiligung von unterschiedlichen Zellkompartimenten (wie z. B. dem ER) aufzuklären. Ein weiterer Schwerpunkt der Nutzung erfolgte im Rahmen der Projekte der Forschergruppe FOR964. Hier wurden u. a. die Lokalisation und der Targeting-Mechanismus des Calcium-Sensors CBL2 aufgeklärt. Außerdem konnte durch induzierte Coexpressionsstudien nachgewiesen werden, dass CBL Calcium-Sensorproteine die mit ihnen interagierenden Kinasen (CIPKs) durch direkte Protein-Protein-Interaktionen an Membranen bringen. Weitere wichtige Ergebnisse lagen in der Aufklärung der Lokalisation, Funktion und Dynamik von Ionenkanälen. Es wurde z. B. in unseren Arbeiten international erstmals festgestellt, dass CBL4-CIPK6-Komplexe den K+-Kanal AKT2 in Calcium-abhängiger aber Phosphorylierungs-unabhängiger Weise an die Plasmamembran bringen. Darüber hinaus wurde die Lokalisation von Kanälen wie SLAC1, AKT1 und GORK aufgeklärt. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt war die Untersuchung der Regulation der Bildung von Reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) durch CBL-CIPK-Komplexe. In diesem Bereich konnten durch BiFC-Studien zahlreiche neue Protein-Protein-Interaktionen in planta aufgeklärt werden und die Regulation der NADPH-Oxidasen RBOHC, D und F aufgeklärt werden. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt war die Regulation des Pollenschlauchwachstums, für den wir erstmals die essentielle Funktion von Calcium-Sensorproteinen festgestellt haben. Insgesamt hat die Verfügbarkeit des konfokalen Laser-Scanning-Mikroskops an unserem Institut die Weiterentwicklung und Anwendung von zellbiologischen Methoden ermöglicht, die in dieser Form ohne dieses Gerät nicht möglich gewesen wären.

Publications

• “Ca2+ imaging in plants using genetically encoded Yellow Cameleon Ca2+ indicators”. Cold Spring Harb Protoc. (2013) 700-703
  Behera S, Krebs M, Loro G, Schumacher K, Costa A, Kudla J
  
• “High-resolution imaging of cytoplasmic Ca2+ dynamics in Arabidopsis roots”. Cold Spring Harb Protoc. (2013)
  Behera S, Kudla J
  
• “Live cell imaging of cytoplasmic Ca2+ dynamics in Arabidopsis guard cells”. Cold Spring Harb Protoc. (2013) 665-669
  Behera S, Kudla J
  
• “Dual-Targeting of Arabidopsis 6-Phospho­gluconolactonase 3 (PGL3) to Chloroplasts and Peroxisomes Involves Interaction with Trx m2 in the Cytosol”. Mol. Plant (2014) 7: 252-255
  Hölscher C, Meyer T, von Schaewen A
  
• “Protein Fragment Bimolecular Fluorescence Complementation Analyses for the In vivo Study of Protein-Protein Interactions and Cellular Protein Complex Localizations”. Methods Mol. Biol. (2014) 1062: 629-658
  Waadt R, Schlücking K, Schroeder J, Kudla J
  
• “Signaling in cells and organisms - calcium holds the line”. Curr. Opin. Plant Biol. (2014) 22C: 14-21
  Steinhorst L, Kudla J
  
• “Site- and kinase-specific phosphorylation-mediated activation of SLAC1, a guard cell anion channel stimulated by abscisic acid“. Sci. Signal. (2014) 7: ra86
  Maierhofer T, Diekmann M, Offenborn JN, Lind C, Bauer H, Hashimoto K, S Al-Rasheid KA, Luan S, Kudla J, Geiger D, Hedrich R