MYB Transkriptionsfaktoren in Pflanzenstress
- Biotechnologie
Abstract
Zusammenfassung MYB Transkriptionsfaktoren in Pflanzenstress Mitogen-aktivierte Proteinkinase (MAPK)-Kaskaden sind in eukaryotischen Organismen vorkommende Signalmodule, bestehend aus MAPK kinase kinase (MAPKKK), MAPKK und MAPK. Entwicklunsregulierte oder exogene Signale werden durch diese Kaskade-Komponenten über einen Phosphorelay-Mechanismus amplifiziert und durch Phosphorylierung von MAPK Substratproteinen weitergeleitet. Die Bedeutung von pflanzlichen MAPK-Kaskaden in der biotischen und abiotischen Stressantwort ist durch mehrere Studien an MAPK(KK)-defizienten Mutanten belegt worden. Dennoch sind die molekularen Mechanismen und Komponenten, über die stress-aktivierte MAPK-Kaskaden eine entsprechende Abwehr und Stressanpassung gewährleisten, weitgehend unbekannt. Vorarabeiten Wir haben kürzlich VIP1, ein bZIP-Protein, als Interaktionspartner der Arabidopsis thaliana MAPK MPK3 isoliert (Djamei, Pitzschke et al., 2007). Als Folge seiner Phosphorylierung durch MPK3, welches durch verschiedene biotische und abiotische Stresse aktiviert wird, wandert VIP1 aus dem Cytoplasma in den Kern. Ein von VIP1 gebundenes DNA element wurde isoliert und zwei stressregulierte Gene, kodierend für die nahe verwandten Transkriptionsfaktoren MYB44 und MYB77, als direkte Zielgene von VIP1 identifiziert. MYB44 war außerdem als Interaktionspartner der MPK3/MPK6-aktivierenden MAPKK MKK4 isoliert worden. Weiters wurde eine Phosphorylierung von MYB44 und MYB77 durch MPK3 und MPK6 beobachtet. Projekt Im geplanten Projekt soll die - offenbar über diverse Rückkopplungsmechanismen gesteuerte - Regulation von und durch MYB44/MYB77 in der MAPK-regulierten Stresssignalleitung untersucht werden. Anhand von Microarray-Studien von transgenen MYB44- bzw. MYB77-überexprimierenden Pflanzen, in denen eine rasche Akkumulation der MYB-Proteine im Zellkern induziert wird, sollen die direkt von MYB44/77 regulierten Gene identifiziert und potentielle MYB44/77-kontrollierte Prozesse abgeleitet werden. Die mögliche stress- und MAPK-abhängige Transkription von identifzierten putativen MYB44/77-Zielgenen wird mittels RT-PCR von Wildtyp- und MAPK-defizienten Pflanzen untersucht. Damit wird auch angestrebt, den Signalweg[Stress->MKK4->MPK3/6->VIP1->MYB44/77->“X“] zu fundieren und um eine weitere Komponente („X“) zu erweitern. Die MAPK-Phosphorylierungsstellen in MYB44/MYB77 sollen durch Massenspektrometrieanalyse (MS) MYB-überexprimierender Pflanzen kartiert werden. Mittels transienter Expression in transfizierten Protoplasten und transgenen Pflanzen wird untersucht werden, wie sich die Phosphorylierung auf die Lokalisation und Aktivität von MYB44/77 auswirkt. Die mögliche Rolle der MAPK-Phosphorylierung von MYB44/77 für die pflanzliche Stressantwort wird anhand von Stresstoleranztests transgener Pflanzen, welche an den MS-identifizierten Phosphorylierungsstellen mutierte MYB44/77-derivate überexprimieren, untersucht werden. Mittels „Yeast-Three-Hybrid“-Experimenten soll geklärt werden, ob MYB44/77 in einem ternären Komplex [MKK4-MPK3/6-MYB44/77] vorliegen. Weiters soll eine mögliche „Feedback“-Regulierung von MPK3/MPK6-Kinaseaktivitäten durch die MYB-Faktoren getestet werden.
Mitarbeiter*innen
Andrea Pitzschke
Priv.Doz.Dr. Andrea Pitzschke
andrea.pitzschke@boku.ac.at
BOKU Projektleiter*in
01.10.2009 - 30.09.2014