Identifizierung der Translationslandschaft von Arabidopsis und Mais Meiozyten

• Antragsteller: Professor Dr. Arp Schnittger
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 313643961

Die Meiose ist von zentraler Bedeutung für den Lebenzyklus von sich sexuell vermehrenden Organismen und somit auch für die Mehrheit der Blütenpflanzen. Neue Ergebnisse von verschiedenen Kollegen und unserer Gruppe weisen darauf hin, dass die pflanzliche Meiose, ähnlich der Meiose in Hefen, in weiten Bereichen einer translationellen Kontrolle unterliegt. Da jedoch die Meiozyten von Arabidopsis, der zur Zeit best-untersuchtesten Modelpflanze, schwierig zu isolieren sind, ist über die translationelle Kontrolle der Genregulation in der Meiose wenig bekannt. Durch experimentelle Weiterentwicklungen in unserer Arbeitsgruppe können wir nun diese technischen Limitierungen überwinden und wollen hier das Translatom der eudikotyledonen Pflanze Arabidopsis thaliana bestimmen. In einem artenübergreifenden Ansatz werden wir dann das Translatom von Mais, einer monokotyledonen Pflanze und eines der weltweit wichtigsten Getreide, ermitteln. Die Forschung an Mais wird durch die bestehende Maisexpertise in unserer Abteilung und ein besonderes technisches Setup ermöglicht, mit dem wir einzelne Zellen isolieren können. Die besondere Größe der Meiozyten in Mais erlaubt uns auch das Translatom von weiblichen und männlichen Meiozyten zu identifieren. Damit können wir nicht nur gemeinsame Prinzipien innerhalb der Blütenpflanzen offenlegen sondern auch geschlechterspezifische Merkmale der Meiose analysieren. Darüberhinaus erlaubt ein Abgleich unserer Daten mit bestehenden Beobachtungen in Hefe einen Einblick in allgemeine Prinzipien und die Evolution der Translationskontrolle der Meiose im eukaryontischen Reich. Eine ausgewählte Gruppe von Genen, die stark und solche die nur wenig translatiert werden, werden wir dann im Detail auf die Komposition der Proteine untersuchen, die an die entsprechenden Transkripte binden und deren Translation kontrollieren. Parallel dazu werden wir die Zusammensetzung der Ribonuklein-Protein-Komplexe an Hand von drei Genen untersuchen, von denen wir durch unsere Vorarbeiten wissen, dass sie unter poststranskriptioneller Kontrolle stehen. Durch dieses Projekt werden wir ein neues Niveau im Verständnis der Genregulation in der Meiose erreichen. Damit schaffen wir auch eine solide Basis für die zukünftigen Forschungsvorhaben unserer neuberufenen Abteilung an der Universität Hamburg, die auf die dortige Expertise in Mais zurückgreifen und mit den Vorarbeiten in Arabidopsis kombinieren kann.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1935: Deciphering the mRNP code: RNA-bound determinants of post-transcriptional gene regulation
• Mitverantwortlich: Dr. Reinhold Brettschneider