Molekulare Funktionen von Kernporenproteinen in der Signaltransduktion und Genexpression pflanzlicher Immunantworten

• Antragsteller: Professor Dr. Marcel Wiermer
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 434260194

Die Hülle des Zellkerns dient als schützende Barriere für das Genom, bietet eukaryotischen Organismen aber gleichzeitig auch komplexe Regulationsmöglichkeiten in der zellulären Signaltransduktion und Genexpression. Kernporenkomplexe, aus Nucleoporinen (NUPs) aufgebaute makromolekulare Transportkanäle welche die Kernhülle durchspannen, spielen eine essentielle Rolle in der nucleocytoplasmatischen Kommunikation und Genexpression während pflanzlicher Immunreaktionen. Allerdings sind die zugrundliegenden molekularen Mechanismen sowie die funktionale Rolle einzelner Nucleoporine noch weitgehend unverstanden. Unsere aktuellen Forschungsergebnisse zeigen, dass die Arabidopsis Nucleoporine NUP88, NUP96 und NUP160 pflanzliche Immunantworten durch unterschiedliche molekulare Wirkmechanismen beeinflussen. Während NUP96 and NUP160 essentielle Funktionen beim mRNA Export aus dem Zellkern sowie der Expression bestimmter Verteidigungsgene ausüben, reguliert NUP88 die Akkumulation wichtiger immunregulatorischer Proteine im Zellkern. Im Rahmen dieses Forschungsantrages werden Mittel für zwei Doktorandenprojekte beantragt. Ein Projekt adressiert die molekulare Funktion von NUP88 in der pflanzlichen Pathogenabwehr. Dabei testen wir die Hypothese, dass NUP88 eine Vielzahl unterschiedlicher Immunantworten reguliert, indem es selektiv die Konzentration bestimmter Signaltransduktionskomponenten im Zellkern reguliert. Deren Identifizierung und funktionale Charakterisierung in der Signaltransduktion pflanzlicher Immunantworten ist ein Hauptanliegen dieses Projektes. Das zweite Forschungsprojekt untersucht wie NUP96 und NUP160 die Expression und den mRNA Export bestimmter Immungene mechanistisch beeinflussen. Dabei sollen die durch diese beiden Nucleoporine kontrolllierten mRNA Exportwege identifiziert werden. Außerdem werden Transport-unabhängige, Chromatin-assozierte Nucleoporinfunktionen in der Genexpression pflanzlichen Immunantworten anaysiert. Der hieraus resultierende Erkenntnisgewinn kann die Grundlage für eine zukünftige Pflanzenzüchtung mit dem Ziel eines verbesserten und nachhaltigeren Pflanzenschutzes bilden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen