Magic Spot Nucleotides (p)ppGpp als Reaktion der Pflanze auf Pathogenbefall.

• Antragstellerin: Dr. Esther Lange
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 540272966

In natürlicher Umgebung sind Pflanzen ständig biotischem Stress wie Pathogen- oder Insektenbefall ausgesetzt. Um dem entgegen wirken zu können werden Immunantworten aktiviert, die der Pflanze helfen, Infektionen abzuwehren. Mögliche Kandidaten, welche an der Immunantwort auf biotischen Stress beteiligt sind, sind die Magic Spot Nucleotides ppGpp und pppGpp, im Folgenden abgekürzt als (p)ppGpp. Diese werden mit Hilfe von vier plastidenlokalisierted RSH Homologen synthetisiert sowie hydrolisiert und sind maßgeblich an der stringenten Antwort als erste Stressreaktion beteiligt. Studien konnten bereits zeigen, dass die RSH Homologe eine essentielle Rolle bei Reaktionen auf Verwundung, Insektenbefall, Stickstoff- und Phosphatmangel spielen. Ebenso wurde gezeigt, dass (p)ppGpp die Pflanze vor der Überakkumulierung der reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) schützt. Des Weiteren wurde herausgefunden, dass Arabidopsis thaliana Mutanten mit einem niedrigen Level an (p)ppGpp vermehrt das Pflanzenhormon Salicylsäure, welches einen wichtigen Faktor in der Abwehr von Pathogenen darstellt, produziert und darüber hinaus im Vergleich zu Wildtyppflanzen resistenter gegen das Wasserrübenvergilbungsvirus sind. Diese Studien bestärken den Einfluss der RSH Homologe sowie deren Produkte (p)ppGpp in der Regulierung von Stressantworten, insbesondere in Bezug auf Insekten- und Pathogenbefall. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes möchte ich daher die Rolle der RSHs und (p)ppGpp in der Interaktion von Pflanze und Pathogen/Insekten aufklären. Um dieses Ziel zu erreichen, werde ich zuerst die biochemische Funktion der Synthase- und Hydrolasedomänen der bifunktionalen Homologe RSH2 und RSH3 beschreiben. Darüber hinaus werde ich die physiologische Funktion von (p)ppGpp in Pflanzen, welche Pathogen- und Insektenbefall sowie Phosphatmangel ausgesetzt sind, ermitteln. Zuletzt werde ich die Funktion von (p)ppGpp im Bezug auf ROS und ROS-Abbau in Pflanzen untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen