Einfluss des Xanthomonas euvesicatoria Effektors XopL auf ABA Signalübertragung und Wirtszellmetabolismus.

• Antragstellerin: Jessica Erickson, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie ; Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2022 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 492635023

Xanthomonaden gehören einer Gattung gramnegativer phytopathogener Bakterien an, die weltweit bei Hunderten von wirtschaftlich bedeutenden Nutzpflanzenarten Krankheiten verursachen. Xanthomonaden sind hemibiotrophe Pathogene, die den überwiegenden Teil ihres Lebenszyklus im lebenden Pflanzengewebe verbringen, um die darin enthaltenen Nährstoffe für sich zu nutzen (biotrophe Phase). In späteren Stadien der Infektion, wenn keine lebenden Wirtszellen mehr benötigt werden, lösen die Bakterien letzten Endes den Zelltod des Wirtsgewebes aus (nekrotrophe Phase). Biotrophe Wachstumsphasen erfordern eine konstante Vermeidung pflanzlicher Immunabwehrreaktionen, sowie eine gleichzeitige Umwandlung des Apoplasten des Wirts in eine habitable Umgebung für das Pathogen. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, verwenden Xanthomonaden das Typ-III-Sekretionssystem (T3SS), mit dem die Bakterien in der Lage sind Typ-III-sekretierte Effektorproteine (T3Es) direkt in das Wirtszytosol zu translozieren. Es ist allgemein anerkannt, dass T3Es essentiell für die Virulenz dieser Pathogene sind, da sie Zellprozesse der Pflanze manipulieren, um das Überleben der Xanthomonaden im Apoplasten zu sichern. Intensive Forschungen zu zellulären Zielen von T3Es haben bereits viele pflanzliche Prozesse aufgedeckt, die für die Manipulation durch Krankheitserreger anfällig sind. Wie genau sich die Aktivität dieser Effektoren auf den Apoplasten jedoch auswirken, ist bisher nicht untersucht worden, obwohl sich die Xanthomonaden im Apoplast ansammeln. Um die Virulenzstrategien von Xanthomonas, einer Gruppe von Xanthomonaden, vollständig verstehen zu können, müssen die Interaktionen der T3Es in der Pflanzenzelle mit dessen Auswirkungen auf den intrazellulären Lebensraum der Bakterien verknüpfet werden.Der Xanthomonas euvesicatoria (Xe) Stamm 85-10, der Erreger der bakteriellen Fleckenkrankheit auf Paprika und Tomate, transloziert 36 Effektorproteine in die Wirtszelle, von denen viele als Xanthomonas outer protein (Xop) bezeichnet werden. XopL zählt zu diesen Proteinen und zeigt eine E3-Ligasefunktion in Pflanzen auf, wo es die Pflanzen-Ubiquitylierungskaskade beeinflusst, um Pflanzensubstratproteine zu modifizieren. Vorläufige Arbeiten zu XopL legen nahe, dass es den Wirtszellenstoffwechsel manipulieren könnte, indem es den Abbau einer bekannten ABA-Signalkomponente, ARIA (ARM REPEAT PROTEIN INTERACTING WITH ABF), initiiert. ARIA reguliert die Expression von Genen, die für die Produktion von primären und sekundären Metaboliten wichtig sind, welche bekanntlich zu einer erfolgreichen Vermehrung der Pathogene im Apoplasten beitragen.Das Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist es, die XopL-ARIA-Interaktion als Fallstudie zu verwenden, um festzustellen, ob die Manipulation einer bestimmten Signalkaskade durch einen T3E innerhalb der Zelle mit Veränderungen im Apoplasten und damit auf die Lebensumgebung der Pathogene verbunden ist.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle