Molekulare Charakterisierung eines neuen Proteinkomplexes in Pflanzen, der für die Kontrolle von Transposons und die Erhaltung der Genomstabilität essentiell ist

• Antragstellerin: Dr. Magdalena Weingartner
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 397811747

Pflanzen entwickeln sich durch die Aktivität von Meristemen, in denen Stammzellen lebenslang erhalten werden. Diese können sich einerseits selbst erneuern und andererseits neue Zellen für das Wachstum und die Ausbildung aller Organe bereitstellen. Die Erhaltung aktiver Stammzellen ist für die Entwicklung von Pflanzen entscheidend und überlebenswichtig. In unseren publizierten Vorarbeiten zeigen wir, dass zwei Gene, die eine konservierte Domäne besitzen, die Ähnlichkeiten zu Transposons aufweisen, eine wichtige Rolle in der Erhaltung des Wurzel-Apikalmeristems spielen. Diese Gene haben wir MAINTENANCE of MERISTEM (MAIN) and MAINTENANCE of MERISTEMS LIKE 1 (MAIL1) benannt. Ihr Funktionsverlust führt zu einem extrem verkürzten Wurzelwachstum aufgrund von Genominstabilität und Zelltod von Stammzellen. Außerdem zeigen beide Mutanten eine erhöhte Expression von Transposons in allen Geweben. Dies erfolgt durch einen bisher unbekannten molekularen Mechanismus. Unsere bisherigen Daten weisen darauf hin, dass diese Proteine an einem RNA prozessierenden Komplex beteiligt sein könnten. Das Ziel dieses Projektes ist es, die molekulare Funktion dieser Proteine aufzuklären, indem wir zwei komplementäre Ansätze verfolgen: Erstens sollen Co-Immunopräzipitations-Experimente gefolgt von Massenspektrometrie durchgeführt werden, um den Proteinkomplex zu identifizieren, in dem diese Protein arbeiten. Zweitens werden wir einen Suppressor-Screen durchführen, um herauszufinden, welche Mechanismen zum Arretieren des Wurzelwachstums führen. Unsere Ergebnisse werden einen neuen, bisher unbekannten Mechanismus zur Stillegung von Transposons aufdecken der wahrscheinlich im Zusammenhang mit RNA-Prozessieren steht. Außerdem werden wir zur Aufklärung fundamentaler entwicklungsbiologischer Prozesse beitragen, die es Pflanzen ermöglichen, Genomstabilität in Meristemen zu erhalten und das Wachstum und die Regeneration der Stammzellen-Nische nach DNA-Schäden unterstützen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Dr. Olivier Mathieu