Funktionelle in vivo Untersuchung sensorischer Photorezeptoren der Alge Chlamydomonas

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Hegemann
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie ; Biophysik
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426566805

Das Wechselspiel der Chlamydomonas Cryptochrome aCry und pCry für die Zeiteinstellung der inneren Uhr, für die Oberflächenbindung der Alge und die Hochenergie-Löschung ist immer noch eine offene Frage. Wir wollen uns in diesem Projekt auf die Interaktion von aCry und pCry untereinander und mit einem potentiellen Rotlichrezeptor fokussieren und den Einfluss dieser Rezeptoren auf verschiedene physiologische Antworten aufklären. Wir lassen die Zellen unter verschiedenen Sauerstoff-, Nährstoff- und Lichtbedingungen wachsen, applizieren dann verschiedene Lichtprogramme und beobachten verschiedene physiologische Reaktionen einschließlich Gentranskription und Proteinkonzentrationen sowie Einfluß auf Photosynthese und Hochenergie-Löschung in Wildtypzellen und Mutanten. Wir fokussieren uns auf Uhrenproteine, das Lichtsammlerprotein LHCSR3 und andere Photorezeptorproteine wie Channelrhodopsine, Histidinkinaserhodopsine und Phototropin. Wir studieren Ca2+-Signaltransduktion und Ca2+ Freisetzung aus Chloroplast und endoplasmatischem Retikulum. In einem zweiten Teilprojekt werden wir die in vivo Funktion von Bestrhodopsin studieren. Das sind neu entdeckte Hybride aus Rhodopsin und Bestrophin, die große lichtaktivierte Komplexe aus 5 Kanaleinheiten und 5 oder 10 Rhodopsinen bilden. Wir werden in Chlamydomonas die 3 endogenen Bestrophine ausschalten und durch ein Bestrhodopsin aus Cymbomonas ersetzen und die Funktion im zellulären Kontext studieren. In parallel werden wir Cymbomonas im Labor etablieren um das eigene Bestrhodopsin zu studieren. Wir betrachten das als komplementären Ansatz, um sowohl die endogenen Bestrophine als auch das lichtregulierbare Bestrhodopsin zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen