Der pflanzliche Spleißcode: regulatorische Komponenten und Funktionen in Entwicklungsprozessen

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Wachter, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270472757

Der Prozess des alternativen Spleißens (AS) führt zur Bildung von mRNA-Varianten und erhöht dadurch wesentlich die Transkriptomdiversität. AS ist in Pflanzen weit verbreitet und ändert sich in Antwort auf unterschiedliche Signale. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass AS zu wichtigen physiologischen Prozessen, wie circadiane Rhythmen, Blühzeitkontrolle und Samenkeimung, beiträgt. Trotz dieser wichtigen Erkenntnisse, sowie der Identifizierung erster Regulatoren des AS, sind die globale Bedeutung von AS in der Entwicklung und Stressantwort von Pflanzen sowie die Funktionsweise des Spleißcodes, ein Interaktionsnetzwerk von Spleißfaktoren und mRNA-Motiven, nach wie vor offen. In unseren vorherigen Arbeiten konnten wir zeigen, dass Polypyrimidin-Trakt-bindende Proteine (PTBs) wichtige Regulatoren des AS in Arabidopsis thaliana sind und eine Rolle in der pflanzlichen Entwicklung sowie Trockentoleranz spielen. In dem hier vorgeschlagenen Projekt sollen cis-regulatorische Elemente des PTB-gesteuerten AS identifiziert und deren Zusammenspiel mit weiteren Spleißfaktoren aus den Gruppen der Serin/Arginin-reichen (SR) Proteine und der heterogenen Ribonukleoprotein (hnRNP) Proteine bestimmt werden. Zudem sollen die Rolle der PTBs in der pflanzlichen Entwicklung sowie Antwort auf abiotischen Stress näher untersucht und der mögliche Beitrag einzelner AS-Ereignisse oder koordinierter AS-Programme zu diesen komplexen biologischen Prozessen aufgeklärt werden. Diese Arbeit zielt darauf ab, zentrale Komponenten des pflanzlichen Spleißcodes zu definieren und neue Einblicke in die funktionelle Bedeutung dieses genregulatorischen Mechanismus in dem Modellsystem A. thaliana zu gewinnen. Ausgehend von unseren Vorarbeiten, welche die Bedeutung von AS in der pflanzlichen Entwicklung sowie anderen agrarwirtschaftlich relevanten Prozessen wie der Trockentoleranz hervorhoben, könnte dieses Projekt auch die Grundlage für neue Ansätze in der Züchtung und Verbesserung von Nutzpflanzen liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen