Entschlüsselung der Funktion Zellwand-assoziierter Signalprozesse in der Regulation des Zellschicksals im Sprossapikalmeristem

• Antragsteller: Professor Dr. Sebastian Wolf
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448414434

Bedingt durch ihre sessile Lebensweise zeigen Pflanzen eine bemerkenswerte Plastizität der Entwicklung in Abhängigkeit von ihrer Umwelt. Die Grundlage dieser Plastizität sind kontinuierlich aktive pluripotente Stammzellen, welche die lebenslange Anlage neuer Organe fördern. Da Pflanzenzellen von Zellwänden umhüllt und damit nicht zur Zellmigration fähig sind, ist ihre individuelle Differenzierung von der relativen Position im Organismus abhängig. Darüber hinaus hängt das zelluläre Wachstum und damit die pflanzliche Morphogenese insgesamt in hohem Maße von den Eigenschaften der Zellwand ab. Es wird vermutet, dass Pflanzenzellen mittels Zelloberflächenrezeptoren ständig Information über den Zustand der Zellwand sammeln und diese Informationen in intrazelluläre regulatorische Netzwerke integrieren. Die Rolle dieser Zellwand-assozierter Signalprozesse in der pflanzlichen Entwicklung sowie der Einfluss der Zellwandeigenschaften auf Zellverhalten und Zellidentität sind jedoch nur unzureichend verstanden. Unsere bisherigen Ergebnisse zeigen, dass Zellwand-assozierte Signalkomponenten an der Erhaltung der Zellidentität beteiligt sind und dass die Kontrolle der Zellwandeigenschaften für die Funktion von Stammzellpopulationen und Organogenese von wesentlicher Bedeutung ist. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die pflanzliche Zellwand nicht nur an der Zelldifferenzierung beteiligt ist, sondern auch bestimmend auf Entwicklungvorgänge wirkt. Im Rahmen dieses Antrags, wollen wir daher entschlüsseln, wie Signale aus der Zellwand die Zellidentität im Sprossapikalmeristem der Modellpflanze Arabidopsis thaliana kontrollieren. Daher beabsichtigen wir aufzuklären, wie die Zellwandeigenschaften von Stammzellen kontrolliert werden und wie Signale aus der Zellwand transkriptionelle Signaturen in verschiedenen Zelltypen beeinflussen. Darüber hinaus werden wir analysieren, wie Zellwand-assoziierte Signalprozesse mit bereits bekannten Regulatoren der Musterbildung im Sprossapikalmeristem zusammenwirken und molekulare Komponenten Zellwand-induzierter Signaltransduktion identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen