Neue Regulatoren der Auxin Homöostase

Das Pflanzenhormon Auxin hat herausragende Bedeutung für die Regulierung von asymmetrischem Wachstum, welches letztlich die Pflanzenarchitektur steuert. Definierte Auxin Minima und Maxima regulieren wichtige Entwicklungsprozesse wie etwa postembryonale Organbildung oder tropistisches Wachstum. Im letzten Jahrzehnt hat die Erforschung des Auxin Metabolismus und der gerichtete Zell-zu-Zell Auxintransport enorme Aufmerksamkeit erhalten, weil diese Prozesse die zellulären Auxin Konzentrationen maßgeblich beeinflussen. In den letzten Jahren konnte gezeigt werden, dass Auxin Kompartmentalisierung in der Zelle die Auxinantwort und den Metabolismus beeinflusst. Unser Labor hat eine neuartige Proteinfamilie entdeckt und diese sogenannten PILS Proteine scheinen den intrazellulären Auxintransport am Endoplasmatischen Retikulum (ER) zu regulieren. Diese potentiellen Auxintransporter stimulieren zelluläre Auxin Akkumulierung am ER, reduzieren die transkriptionale Auxinantwort und induzieren verstärkte Auxinkonjugation (Inaktivierung von Auxin). Es ist momentan jedoch nicht bekannt wie die PILS Aktivität Auxin-Homöostase und die Signalwirkung beeinflusst. Um weitere unerwartete Erkenntnisse zu erlangen werden wir pharmakologische und genetische Techniken kombinieren. Mittels eines „forward-genetic“ und „forward-chemical“ Screens werden haben wir Mutanten und Chemikalien ermitteln die entweder die PILS Wirkung verstärken oder abschwächen. Dieses FWF Einzelprojekt wird uns ermöglichen die identifizierten Mutanten und Chemikalien zu charakterisieren und deren molekulare Mechanismen zu identifizieren. Die Kombination der identifizierten Mutanten und Chemikalien wird es uns ermöglichen diese funktional in Gruppen einzuteilen. Wir erwarten dass uns diese Forschung wichtige und unerwartete Einblicke in zelluläre Auxin-Homöostase liefern wird. Das Wirkungsspektrum von Chemikalien kann man relativ schnell erfassen und diese werden uns daher einen guten Überblick verschaffen, welche molekularen Vorgänge PILS Proteine und damit zelluläre Auxin Homöostase beeinflussen. Diese Erkenntnisse werden wir auch nutzen um die identifizierten Mutanten zu charakterisieren. Die Identifizierung der zugrunde liegenden Gene wird es uns erlauben die Molekularen zusammenhänge zu studieren. Diese Forschungsarbeiten werden wichtige mechanistische Einsichten in zelluläre Auxin Homöostase liefern.