zur Suche springenzur Navigation springenzum Inhalt springen


Im Fokus der Forschungsarbeiten in der Arbeitsgruppe Zelluläre Koordination steht die Entschlüsselung von Prozessen, die Wachstum und Entwicklung von Pflanzen steuern. Eine zentrale Rolle in der Regulation von pflanzlichen Wachstumsprozessen spielt die Zellwand, die Zellen außerhalb der Plasmamembran umgibt und benachbarte Zellen mechanisch verbindet. Die Deposition von Zellwandmaterial wird durch das intrazelluläre Zytoskelett vermittelt, das aus Aktinfilamenten und Mikrotubuli besteht. In Interphasezellen dienen kortikale Mikrotubuli als Schienen für Plasmamembran-lokalisierte Zellulosesynthase-Komplexe, die die Orientierung von Zellulosefibrillen und somit die Wachstumsrichtung bestimmen. Pflanzenspezifische Mikrotubuli-Netzwerke sind darüber hinaus essentiell an der Festlegung der Teilungsebene sowie an der Bildung der neuen Zellplatte während der Zellteilung beteiligt. Die Organisation des Mikrotubuli-Zytoskeletts wird über Mikrotubuli-assoziierte Proteine vermittelt, die beispielsweise die Stabilität und Anordnung von Mikrotubuli beeinflussen oder die Interaktion mit der Plasmamembran stabilisieren und eine integrale Funktion in der Weiterleitung von Signalen spielen, um Entwicklungsprozesse und Stressantworten zu koordinieren.

Eine wichtige Rolle in der Koordinierung zahlreicher pflanzlicher Entwicklungsprozesse und Anpassungsreaktionen auf Umweltveränderungen spielen Signale, die über den sekundären Botenstoff Kalzium vermittelt werden. Die Stimulus-spezifische Generierung von Kalziumsignaturen, die Entschlüsselung der darin enthaltenen Informationen und die Umsetzung dieser in zelluläre Prozesse sind integrale Bestandteile der Kalziumsignalumwandlung. Hierbei sind die differenziellen Wechselwirkungen zwischen Kalzium-Sensorproteinen, wie z.B. Calmodulin (CaM) oder CaM-ähnlichen Polypeptiden (CML), und ihren molekularen Interaktionspartnern von besonderer Bedeutung. Wir haben eine neue Klasse von CaM/CML Zielproteinen in Arabidopsis identifiziert, die als IQD (IQ67-DOMAIN) Proteinfamilie (33 Mitglieder) charakterisiert wurde. IQD-Proteine sind auf Pflanzen beschränkt und repräsentieren die bisher größte Gruppe von CaM/CML-bindenden Zielproteinen mit größtenteils unbekannten Funktionen. Molekulare, biochemische und zellbiologische Untersuchungen an IQD-Proteinen zeigen, dass IQD-Proteine vermutlich als Gerüstproteine an Mikrotubuli, der Plasmamembran und im Zellkern fungieren und Wachstum und Entwicklung von Pflanzen regulieren. Da nur sehr wenig über die molekularen Mechanismen von IQD-Funktionen und über die damit im Zusammenhang stehenden biologischen Prozesse in Pflanzen bekannt ist, bilden unsere Untersuchungen zur gesamten Arabidopsis-IQD-Familie eine sehr gute Ausgangsbasis, um zu verstehen, wie frühe Signale auf zellulärer Ebene integriert werden, um Wachstum am Zellwand-Plasmamembran-Zytoskelett-Kontinuum zu kontrollieren.

Diese Seite wurde zuletzt am 04.11.2019 geändert.

IPB Mainnav Search