The POCs - A new class of Cellulose Synthase interacting proteins in Arabidopsis

• Antragsteller: Professor Dr. Marek Mutwil, seit 1/2015
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 233860436

Cellulose ist aus wasserstoffbrückenverbundenen beta-(1,4) glykosidisch verknüpften Glucanketten aufgebaut und stellt den Hauptbestandteil der Zellwand dar. Zudem ist das Cellulosepolymer ein entscheidendes Ausgangsmaterial für viele industrielle Anwendungen, zum Beispiel in der Textil- und Papierindustrie sowie bei der Biokraftstoffherstellung. Cellulose wird an der Plasmamembran durch einen heteromeren Cellulose-Synthase (CesA)-Komplex synthetisiert, der sich entlang kortikaler Mikrotubuli bewegt. Wir haben ein CesA-interagierendes Protein identifiziert, welches wir Protector of Cellulose Synthase1 (POC1) genannt haben. Mutationen in dem entsprechenden Gen verursachen eine erhöhte Sensitivität gegenüber den Cellulose-Syntheseinhibitor Isoxaben und führen zu einer gestörten Celluloseproduktion. Interessanterweise besitzt POC1 eine apoplastische Domäne der Late Embryogenesis Abundant2 (LEA2) Proteine, die oft mit Stresstoleranz im Zusammenhang stehen, und eine zytoplasmatisch basische Domäne, die möglicherweise mit Mikrotubuli interagiert. Basierend auf vorläufigen Ergebnissen stellen wir hier die Hypothese auf, dass POC1 den Cellulose-Synthese-Komplex gegen Veränderungen äußerer Bedingungen schützt und dies möglicherweise an Mikrotubuli weiterleitet. Wir werden den Zusammenhang von POC1 und Cellulose-Synthese durch die Kombination aus High-Definition-Mikroskopie, Interaktionsstudien, sowie der in vivo als auch in vitro Analysen verkürzter Versionen von POC1 weiterführend untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Privatdozent Dr. Dirk Hincha (†)
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Staffan Persson, bis 12/2014