TELLchloroplasten - Handel mit Nachrichten über extrazelluläre Neuigkeiten Wahrscheinliche Gefahr für Chloroplasten

01.03.2025 bis 28.02.2027

Pflanzen haben ein ausgeklügeltes System entwickelt, um äußere Reize wahrzunehmen und an das Zellinnere weiterzuleiten und Wachstum und Verteidigung zu steuern. Das Wirtslabor entdeckte einen neuen Weg, der das Innere des Zellkerns mit den Chloroplasten verbindet und die Abwehr reguliert, basierend auf einer induzierbaren Proteinre-Lokalisierung, die von Pathogenen im Laufe der Evolution übernommen wurde. Sowohl das pflanzliche Protein CALCIUM DEPENDENT PROTEIN KINASE 16 (CPK16) als auch das virale Protein C4 aus dem Tomaten-Gelbblatt-Virus werden bei Aktivierung der durch pathogenassoziierte Molekülmuster (PAMP) ausgelösten Immunität (PTI) aus dem Innern des Zellkerns in die Chloroplasten umgelagert; von der Organelle aus wirkt CPK16 als positiver Regulator nachgeschalteter Abwehrreaktionen, während C4 als Suppressor wirkt. Die molekularen und zellulären Vorgänge, die den Transport von Proteinen von der PM zu den Chloroplasten ermöglichen und regulieren, sind jedoch nach wie vor ungeklärt. Vorläufige Daten aus dem Wirtslabor ergaben, dass C4 nach flg22-Behandlung mit SYP61- und Ara7-positiven Kompartimenten kolloziert; C4 kolloziert unter anderem mit Ara7 an der Peripherie der Chloroplasten. Nach flg22-Behandlung konnte CPK16 ebenfalls mobile Punkte im Zytoplasma bilden. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Endozytose wahrscheinlich am Transport von C4/CPK16 vom PM zu den Chloroplasten beteiligt ist. Darüber hinaus könnten die Regulierung der Phosphorylierung und die N-terminale Spaltung den Transport des Proteins vom PM zum Chloroplasten ebenfalls regulieren, wie Massenspektrometrieanalysen zeigen. In diesem Projekt werde ich sowohlCPK16 als auch C4 verwenden, um die molekularen Determinanten zu untersuchen, die dem Protein-Transport von der Zelloberfläche zu den Chloroplasten zugrunde liegen, einschließlich der Frage, wie Proteine von der PM zu den Chloroplasten transportiert werden (Ziel 1) und wie N-myristoyliertes C4 und CPK16 vor dem Chloroplasten-Import aus den Membrankompartimenten freigesetzt werden (Ziel 2). Durch den Einsatz von zellbiologischen, proteinbiochemischen, molekularbiologischen und pflanzengenetischen Methoden wird dieses Projekt unser Verständnis des Proteintransports von der PM zum Chloroplasten erweitern und als Sprungbrett für die Entwicklung von Immunantworten dienen.