Konjugation von Indol-3-essigsäure (IAA) an ein Protein aus Phaseolus vulgaris: Regulation der Auxinhomöostase oder eine neuartige Proteinmodifikation durch IAA?
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Feinregulation der IAA-Konzentration im pflanzlichen Gewebe ist entscheidend für die koordinierte Entwicklung von Pflanzen. Konzentrationen von IAA können durch Konjugation oder Hydrolyse schnell und reversibel bewerkstelligt werden. Mit Hilfe von Kenntnissen der Feinregulation der Auxinhomöostase soll es möglich sein, gezielt in Wachstumsvorgange einzugreifen. Auch wenn die physiologische Relevanz dieser Prozesse für das Auxingleichgewicht inzwischen unumstritten ist, ist über die Beteiligung der untersuchten Gene für IAA-konjugierte Proteine bisher wenig bekannt. Das Ziel des Projektes war es daher, die Funktion dieser einzigartigen Proteine aus Bohnensamen und aus Arabidopsis, die kovalent das Pflanzenhormon IAA gebunden haben, für die pflanzliche Entwicklung und für die Auxinhomöostase zu untersuchen. Dazu sollte das Gen aus Bohnensamen in zwei Modellpflanzen, Arabidopsis und Medicago überexprimert bzw. unter der Kontrolle des Bohnenpromotors exprimiert werden, um den Effekt auf die Pflanzen zu studieren. Ein Problem hierbei stellte sich bei der Transformation von Medicago truncatula, da eines der veröffentlichten Protokolle nicht zu reproduzieren war und deshalb eine neue Methode zu etablieren war. Diskussionen mit vielen anderen Arbeitsgruppen haben die Problematik zur Transformation dieser Pflanze bestätigt. Zusätzlich wurden Versuche zur zellulären Lokalisierung und zur entwicklungsabhängigen Expression von IAP1 aus Bohnen in Arabidopsis mit in das Programm aufgenommen. Mit Hilfe der Pflanzen, die ein IAP1-GFP Konstrukt tragen, konnten hierzu einige interessante Daten gewonnen werden. Da in den heterologen Systemen keine IAA an das Bohnenprotein gekoppelt wurde, mussten die Experimente darauf ausgeweitet werden, ein entsprechendes Gen oder Gene aus Arabidopsis zu isolieren. Hierbei wurden die Gene ausgewählt, die nach Datenbankvergleichen die höchste Ähnlichkeit zur Bohne zeigten. Ein zweiter Ansatz war die Verwendung von Peptidantikörpern gegen das Bohnenprotein, um mittels Immunopräzipitation ebenfalls Gene zu identifizieren. Es wurden mit beiden Ansätzen die zwei selben Gene/Proteine identifiziert, die jetzt als Mutanten bzw. transgene Pflanzen im Test stehen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2002) A gene encoding a protein modified by the phytohormone indoleacetic acid. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99: 1718-1723
Walz, A., Park, S., Slovin, J.P., Ludwig-Müller, J., Momonoki, Y., Cohen, J.D.
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(2006) lndole-3-acetic acid protein conjugates: Novel players in auxin homeostasis. Plant Biol. 8: 340-345
Seidel, C., Walz, A., Park, S., Cohen, J.D., Ludwig-Müller, J.
