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Projekt
Funktion und Calcium-abhängige Regulierung der CBL/CIPK-vermittelten Proteinphosphorylierung
Antragsteller
Professor Dr. Jörg Kudla
Fachliche Zuordnung
Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
Förderung
Förderung von 2008 bis 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 49476430
Unser langfristiges wissenschaftliches Interesse richtet sich auf die Aufklärung von Phosphorylierungs-abhängigen Ca2+-Signalprozessen in Pflanzen. Im Zentrum unserer Untersuchungen steht ein komplexes Signalnetzwerk, das durch die Interaktion von Calcineurin Blike (CBL) Ca2+-Sensorproteinen mit Proteinkinasen (CBL-interacting protein kinases, CIPKs) gebildet wird. Im beantragten Projekt soll der Beitrag des CBL-CIPK-Signalnetzwerks zur Ca2+-Signaltransduktion in Pflanzen untersucht werden. In der vergangenen Förderperiode fokussierten sich unsere Untersuchungen auf die Funktion und mechanistischen Prinzipien dieses Netzwerks. Aufbauend auf den erzielten Ergebnissen wollen wir nun die Wechselwirkungen des CBL-CIPKNetzwerks mit anderen Signalsystemen untersuchen. Infolgedessen definieren wir für das beantragte Projekt folgende Schwerpunkte: (1) Die Untersuchung der Koordination von kurzfristigen und langfristigen Anpassungsreaktionen der Pflanze. Hier wollen wir im Detail analysieren, wie CBL-CIPK-Komplexe gleichzeitig kurzfristige Antwortreaktionen wie die ROS-Produktion und langfristige Genexpressionsanpassungen durch ABF-Transkriptionsfaktoren regulieren und koordinieren. (2) Die Analyse der Wechselwirkungen von CIPK-abhängigen mit CDPK-abhängigen Signalprozessen. Die Koexistenz der beiden komplexen Ca2+-regulierten CDPK- und CIPK-Signalnetzwerke ist bisher nur unzureichend verstanden. Unsere Identifizierung von spezifischen NADPH-Oxidasen und Transkriptionsfaktoren als gemeinsame Zielproteine beider Signalsysteme bietet nun die Möglichkeit, diese grundlegende Frage zu klären. (3) Die Untersuchung der Rolle der CBL-CIPK-vermittelten Ca2+-abhängigen Protein-Phosphorylierung in der Langstrecken-Signaltransduktion der Pflanzen. Die Untersuchung dieses hochaktuellen Forschungsgebiets soll aufklären, wie Signalprozesse auf der zellulären Ebene mit Anpassungsreaktionen auf dem Ganz-Pflanzen-Niveau zusammenwirken. (4) Die erstmalige Erstellung eines hochauflösenden Atlasses der primären Ca2+-Signaturen in einem komplexen Pflanzengewebe - am Beispiel Wurzel. (5) Die Identifizierung und Charakterisierung von Zielproteinen der CBL-CIPK-Komplexe durch vergleichende Phospho-Proteom-Analysen. Zusammen sollen die Ergebnisse unserer experimentellen Strategien zu einem qualitativ neuen Niveau unseres Verständnisses der pflanzlichen Signaltransduktion und Physiologie beitragen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
