On the Regulation of Vacuolar Size and its Impact on Cellular Elongation
Abstract
Die Expansion der Vakuolen spielt eine zentrale Rolle bei der Regulierung der Zellgröße in Pflanzen. Diese Organellen ermöglichen es Pflanzenzellen, ihr Volumen schnell zu vervielfachen, ohne dass eine massive de novo Synthese von cytosolischen Komponenten erforderlich ist. Mein Ziel ist es, molekulare Komponenten zu identifizieren und zu charakterisieren, die an der Regulierung des vesikuklären Transportweges in Richtung der Vakuole während der Ausdehnung der Zelle beteiligt sind, zu untersuchen. ZAC ist ein ADP-Ribosylierungsfaktor-GTPase-aktivierendes Protein, das eine Rolle beim ARF-abhängigen vesikulären Transportweges spielt. Ein Teil meines vorgeschlagenen Projekts ist es daher, zu untersuchen, ob ZAC direkt an der Regulierung der Vakuolengröße und anschließend an der Zellexpandierung beteiligt ist. Ich werde ZAC-Mutanten und Linien mit stark erhöhter Menge an ZAC Protein für die 3D-Rekonstruktion von Pflanzenvakuolen verwenden, um den Einfluss von ZAC auf die Tonoplastenoberfläche und den gesamten Anteil der Zelle, der von der Vakuole ausgefüllt wird, zu quantifizieren. Ich werde auch den endozytischen Transportweg zur Vakuole vor und während der Zelldehnung in diesen Linien untersuchen. Um zu untersuchen, ob und wie ZAC an der Auxin Antwort beteiligt ist, werde ich neben der Häufigkeit und Lokalisierung von ZAC-GFP nach Behandlung mit Auxin quantifizieren. Diese Experimente werden die mögliche Beteiligung von ZAC an der Regulierung des Membran Transportweges während der Zelldehnung präzisieren. Ich beabsichtige auch, zusätzliche Effektoren zu identifizieren und zu charakterisieren, die die Form und Funktion der Vakuolen regulieren. Ich werde vakuolär assoziierte Proteine identifizieren, deren Transkription abhängig vom Pflanzenbotenstoff Auxin sind. Das ultimative Ziel wird es sein, den mechanistischen Beitrag der jeweiligen Kandidaten zu Veränderungen der Größe der Vakuolen und der anschließenden Wurzelwachstumsregulation zu entschlüsseln. Insgesamt wird diese Arbeit sehr wahrscheinlich neue Komponenten aufdecken, die an der Vakuolenmorphogenese und der Kontrolle des Wurzelwachstums beteiligt sind. Dementsprechend könnte meine Arbeit molekulare Schalter aufdecken, die die Geschwindigkeit des vesikulären Transportweges in Richtung der Vakuole steuern und die Ausdehnung der Zellen in Pflanzen definieren.
Publikationen
Mitarbeiter*innen
Jonathan Ferreira Da Silva Santos
Jonathan Ferreira Da Silva Santos MSc.
Projektleiter*in
01.12.2019 - 30.11.2022