Dynamik und Spezifität RLP44-assoziierter Signalprozesse in der Plasmamembran

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Harter; Professor Dr. Sebastian Wolf
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 278516350

Um Signale aus der Umgebung wahrnehmen und in ihr Entwicklungsprogram integrieren zu können, besitzen Pflanzen ein ausgedehntes Netzwerk an Oberflächenrezeptoren. Die größte und am besten charakterisierte Gruppe dieser Rezeptoren stellen die „Leucine-rich repeat receptor-like kinases“ (LRR-RLKs) dar, welche an der Perzeption einer ganzen Reihe von für die pflanzliche Entwicklung und Pathogenabwehr essentiellen Signalmolekülen beteiligt sind. Aktuelle Studien zeigen, dass LRR-RLKs eine Vielzahl wechselseitiger Interaktion eingehen. Das wirft die die Frage auf, wie eine spezifische und adäquate Antwort auf ein bestimmtes Signal gewährleistet werden kann. Man vermutet, dass die räumliche Organisation der Plasmamembran, Modifikation und regulierter Transport von Rezeptorproteinen sowie deren Assoziation mit Zellwandkomponenten dazu beitragen, die betreffenden Signalwegen zu steuern. Jedoch ist völlig unklar, wie diese Faktoren zusammenspielen und sich gegenseitig beeinflussen, um LRR-RLK vermittelte Signalprozesse in der Plasmamembran räumlich und zeitlich zu steuern. Kürzlich konnten wir demonstrieren, dass das Zellwand-assoziierte Protein RLP44 mit zwei unterschiedlichen LRR-RLK Rezeptorkomplexen interagiert und deren Aktivität beeinflusst. Somit stellt das komplexe Zusammenspiel RLP44-assozierter Signalprozesse ein ideales System dar, um zu untersuchen, wie Spezifität im LRR-RLK Interaktionsnetzwerk hergestellt wird. Im Rahmen dieses Projekts beabsichtigen wir daher, die räumliche und zeitliche Koordination der verschiedenen Signalprozesse, an denen RLP44 beteiligt ist, aufzuklären. Dazu werden wir die Dynamik von RLP44 und seiner Interaktionspartner in der Plasmamembran mittels hochauflösender Mikroskopie darstellen und die Bedeutung von Proteinmodifikationen und regulierten Transportprozessen in der Kontrolle RLP44-assoziierter Signalprozesse untersuchen. Insbesondere sind wir an der Rolle der Zellwandassoziation bei der Internalisierung und der Steuerung von Interaktion zwischen Plasmamembranrezeptoren interessiert. Als Ergebnis erwarten wir neue Erkenntnisse darüber, wie die zahlreichen Signalwege innerhalb des LRR-RLK Interaktionsnetzwerks integriert und koordiniert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Julia Santiago Cuellar