Zellkernprozesse in der pflanzlichen Abwehr

Pflanzen reagieren innerhalb kürzester Zeit auf Umweltveränderungen, die eine Gefahr für das Überleben oder den pflanzlichen Energiehaushalt darstellen. Dazu überwachen Pflanzen ihre Umwelt ständig mittels einer Vielzahl von Rezeptorproteinen. Die Signalweiterleitung von den Rezeptoren in den Zellkern beruht hauptsächlich auf chemischen Veränderungen von Proteinen (post-translationalen Proteinmodifikationen) und dynamischen Protein-Protein-Wechselwirkungen. Im Zellkern werden die Informationen der verschiedenen Signalwege verschaltet und in adäquate Veränderungen der Genexpression übersetzt. Dieser kontinuierliche Überwachungsmechanismus erlaubt es Pflanzen, sich ständig optimal an ihre Umgebung anzupassen.

Ziel unserer Forschung ist die Entschlüsselung von molekularen Mechanismen der Protein-basierten Signalverschaltung im Zellkern. Neben funktionalen und zellbiologischen Analysen versuchen wir, die Funktion von Schlüsselproteinen möglichst umfassend zu verstehen und nutzen dazu auch Methoden der Proteinmassenspektrometrie sowie strukturbiologische Analysen. Diese Versuche geben Einblicke in molekulare Interaktionen, die die Grundlage der Verschaltung verschiedener Stress-Signalwege in Pflanzen bilden. Darüber hinaus erforschen wir, wie Pflanzenpathogene dieses Signalnetzwerk gezielt manipulieren, um Pflanzen besser infizieren zu können. Ein genaueres Verständnis der pflanzlichen Antworten auf Umweltstress bildet die Grundlage für die Züchtung neuer resilienter Sorten, die den Herausforderungen des Klimawandels besser standhalten können.

Um Forschungsdaten möglichst früh und umfassend mit anderen Forscher/innen zu teilen, nutzen wir frei zugängliche Preprintserver und Rohdatenspeicher. Plasmide und Protokolle, wie zum Beispiel unsere Anleitung zur kostengünstigen Herstellung magnetischer „GFP-beads“ teilen wir auf Plattformen wie Addgene und Figshare. Die Ergebnisse unserer Forschung veröffentlichen wir als frei zugängliche „open access“-Publikationen.