Kontrolle der pflanzlichen Exocyst-Funktion durch Proteinphosphorylierung in Wurzelhaaren und Pollenschläuchen - Regulation des Spitzenwachstums durch AGC1 Kinasen und Exocyst-Phosphoregulation

• Antragsteller: Professor Dr. Claus Schwechheimer
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 391059800

Wurzelhaare und Pollenschläuche sind gerichtet wachsende Zellen, in denen das zelluläre Wachstum exklusiv an eine Zielregion an der Zelloberfläche gerichtet ist. Exocyst ist ein Multiproteinkomplex, der für die Anknüpfung von Transportvesikeln an die Plasmamembran benötigt wird, um die Sekretion von Membran- und Zellwandmaterial aufrechtzuerhalten. Wir haben die drei Arabidopsis-Proteinkinasen AGC1.5, AGC1.6, und AGC1.7 charakterisiert, die stark in Wurzelhaaren und Pollenschläuchen exprimiert sind. Genverlustmutanten und Überexpressionslinien der Kinasen führen zu Polaritätsdefekten in beiden gerichtet wachsende Zellen, wodurch aufgezeigt wird, dass diese Kinasen für das gerichtete Wachstum benötigt werden. Die Kinasen lokalisieren in Wurzelhaarzellen in der Subapikalregion, wo sie positiv oder negativ Fusionsprozesse, Membranrecycling oder Membrantransportprozesse regulieren können. Exo70C1 und Exo70C2 sind cytoplasmatische Untereinheiten von Exocyst, die in beiden Zelltypen hochabundant sind und Exo70C1 wird von den drei Proteinkinasen phosphoryliert. Wir werden die in vivo Relevanz dieser Exo70C1 Phosphorylierung durch Kartierung der in vitro Phosphorylierungsstellen untersuchen, die Möglichkeit des Proteins zur Komplementierung mutanter Phänotypen testen und untersuchen, ob paraloge Exo70C2 sowie andere interessante Exocyst-Untereinheiten auch AGC1 Phosphorylierungssubstrate darstellen. Darüber hinaus werden wir die Rolle der Nitrosylierung in der Kontrolle von AGC1.5, AGC1.6, und AGC1.7 Aktivität untersuchen, welche im Hinblick auf die Tatsache interessant ist, dass Nitrosylierungsgradienten in Wurzelhaaren und Pollenschläuchen beschrieben sind, die die Kinasen auf subzellulärer Ebene regulieren können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Partnerorganisation: Czech Science Foundation
• Kooperationspartner: Dr. Viktor Zarsky