Zur Bedeutung von Mechanosensing für die Samenreifung

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Hardy Rolletschek
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 397750294

Mechanosensing ist ein Prozess, bei dem mechanische Kräfte wahrgenommen werden und dann eine spezifische Reaktion in Wachstum und/oder im Entwicklungsmuster der Pflanze hervorrufen. Dies besitzt womöglich Relevanz für die pflanzliche Embryogenese: der wachsende Embryo (Arabidopsis, Raps) füllt den verfügbaren Raum (Embryosack) zunehmend aus und stößt dabei an die Integumente, gefolgt von Krümmung der Embryoachse und nachfolgender Faltung der Keimblätter. Eigene Studien führten uns zur Hypothese, daß dieser Moment der räumlichen Begrenzung Konsequenzen für metabolische Aktivitäten hat und letztlich Auslöser für Samenreifung sein könnte, insbesondere für das Umschalten von Embryowachstum auf massive Speicherstoffsynthese (Akkumulation von Öl und Protein, während Stärke abgebaut wird). Das hier beantragte Projekt soll diese Hypothese testen. Hierfür werden Embryonen isoliert und deren Entwicklung mit und ohne räumlicher Begrenzung unter in vitro-Bedingungen verfolgt. Neben biochemischen und molekularen Analysen verwenden wir unsere NMR-basierten Imaging-Verfahren, welche eine kontinuierliche Analyse von Wachstum, Embryoform und Lipidakkumulation am lebenden Embryo erlauben. Zudem kommen neuartige Verfahren für chemical imaging (FTIR Mikroskopie) zum Einsatz, welche Gradienten in Metabolit- und Hormonverteilung detektieren. Metabolit-profiling (LC/MS) and Transkriptomstudien (RNASeq) sollen helfen, auf biochemischer und molekularer Ebene die verantwortlichen Mechanismen zu definieren.Die Bedeutung des hier vorgeschlagenen Projektes besteht darin, dass erstmals die Rolle von Mechanosensing für Samenentwicklung untersucht wird. Sollte sich unsere Hypothese als richtig erweisen, werden wir neue Mechanismen für grundlegende, entwicklungsbiologische Prozesse beschreiben können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Privatdozentin Dr. Ljudmilla Borisjuk