Die Rolle der Aktindynamik in der auxinabhängigen orientierten Zellteilung

• Antragsteller: Dr. Prasad Vaddepalli, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 319848554

Pflanzenzellen sind in ihrer Mobilität stark eingeschränkt, da sie von einer rigiden Zellwand umgeben sind. Aus diesem Grund stellen orientierte Zellteilungen einen zentralen Mechanismus dar, um die Morphogenese während des Wachstums und der Entwicklung zu steuern. Die Kontrolle der Spezifikation und zellulären Diversität wird über orientierte Zellteilungen während der embryonalen sowie post-embryonalen Entwicklung erreicht. Trotz des detaillierten Wissens über die intrinsische Zellteilungsmaschinerie ist es völlig unklar, wie entwicklungsbiologische Regulatoren die Orientierung von Zellteilungsebenen steuern. Schon im 19. Jahrhundert postulierten klassische Modelle, dass die Zellgeometrie mittels einer einfachen physikalischen Regel die Zellteilungsebene beschränkt. Es wurde kürzlich gezeigt, dass diese geometrische Regel in der Tat viele Zellteilungen im frühen 3D Arabidopsis Embryo erklären kann. Im Gegensatz dazu folgte keine der formativen Zellteilungen dieser Regel. Es wurde ebenfalls gezeigt, dass die Unterdrückung dieser geometrischen Zellteilungsregel eine transkriptionelle Antwort auf das Wachstumshormon Auxin benötigt. Die weitere Analyse der molekularen Regulation dieser Unterdrückung ergab, dass mehrere Aktinregulatoren involviert sein müssen. In diesem Projekt werde ich eine Kombination von genetischen, zellbiologischen, molekularen und computer-basierenden Ansätzen einsetzen, um zu bestimmen, (1) wie sich Aktinmuster während der Embryogenese verändern und ob die Muster mit orientierten Zellteilungen korrelieren sowie (2) welche Proteine die Aktindynamik im frühen Embryo beeinflussen. Des Weiteren (3) werde ich untersuchen, ob die Regulation von Aktin die für die Kontrolle der orientierten Zellteilung nötige Auxinantwort beinflusst. Die zu erwartenden Resultate werden entwicklungsbiologische Regulatoren mit der Zellteilungsmaschinerie verbinden. Sie werden auch entscheidend dazu beitragen, grundlegende Fortschritte im Wissen über die Kopplung der suprazellulären Entwicklung mit individuellem zellulärem Verhalten zu erreichen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Niederlande
• Gastgeber: Professor Dr. Dolf Weijers, Ph.D.