MIGACARE: Untersuchung der durch Mikrogravitation induzierten Veränderung der Ca2+-Signatur in der gravitropen Signalwandlung bei höheren Pflanzen

Abstract

Die gravitrope Signalwandlung in Pflanzen ist bisher nur in Teilen verstanden. Während die späteren Prozesse, wie die Auxin-Umverteilung durch PIN-Proteine und die nachfolgenden Prozesse, die letztendlich zur Krümmung von Wurzel und Spross führen, mittlerweile gut verstanden sind, ist die Abfolge der initialen Prozesse und die Verbindung zur Reorganisation der PIN-Proteine größtenteils unverstanden. Die schnellste Reaktion, die sich in höheren Pflanzen unmittelbar nach einem gravitropischen Reiz messen lässt, manifestiert sich in einer biphasischen transienten Ca2+-Mobilisierung, wobei die zweite, um ca. 90 s verzögerte Phase der Ca2+-Mobilisierung spezifisch für einen gravitopen Stimulus und damit für das Projektvorhaben besonders relevant ist. Wie diese frühe Ca2+-Mobilisierung in die Signalwandlung eingebettet ist, an welcher Stelle in der Pflanze das Signal ausgelöst wird und welchen Einfluss die Gravitation selbst auf die gravitrope Transduktionskette hat, ist wenig verstanden. Dazu neue Erkenntnisse beizutragen, war Ziel des Projekts. Durch Einsatz geeigneter Arabidopsis Mutanten, die in der gravitropen Signalwandlung gestört waren, wurden nach gravitroper Stimulation unter µg-Bedingungen neue Erkenntnisse über die frühen Signalwandlungsprozesse im Gravitropismus gewonnen. In diesem Projekt konnte zwei neue Proteine identifiziert werden, die in Loss-of-function Linien Störungen in der Calcium-vermittelten Gravitationsperzeption aufwiesen.