Zur Dynamik pflanzlicher Membranrezeptoren
Bei Pflanzen gibt es mehr als 400 RLK (receptor-like Kinasen), die damit die größte Familie der Membranrezeptoren darstellen. Wegen ihrer Menge und vielfältigen Funktion sind sie an fast allen Aspekten pflanzlicher Prozesse wie Reproduktion, Entwicklung und Immunität beteiligt. Das Projekt RLK NEGREG (Mechanisms and functions of receptor-like kinase (RLK) negative regulation in plant development) untersuchte Aktivierungsmechanismen für RLK und kombinierte hierfür Methoden aus Biochemie, Genetik und Zellbiologie. Der Schwerpunkt lag auf dem negativen Regulator BKI1. BKI1 ist Ausgangsprotein einer kleinen Familie verwandter Proteine, so genannter MAKR (membranassoziierter Kinaseregulatoren). Das Projektteam forschte auch an spezifischen Phospholipiden, insbesondere Phosphatidylinositolphosphaten (PIP) und deren Einfluss auf die BKI1/MAKR-Funktion. Mit genetisch kodierten Biosensoren konnten Gradienten für zwei dieser PIP innerhalb der Zelle aufgezeigt werden. So war etwa die Konzentration von PI4P in der Plasmamembran am höchsten, niedriger in post-Golgi/endosomalen Kompartimenten und am niedrigsten im Golgiapparat. PIP beeinflussen zudem verschiedene Eigenschaften der Zelle, so fand man in der Plasmamembran (PM) und Zellplatte sich teilender Zellen eine einzigartige elektrostatische Signatur, die von PI4P gesteuert wird. Außerdem sammelt sich PI4P in großen Konzentrationen am PM. Man geht davon aus, dass damit Proteine kontrolliert werden, die an in vielen Zellfunktionen wie Reproduktion und Ernährung beteiligt sind. Weitere Arbeiten an der so genannten "PIPline" zeigten, dass die Aktivität von PI(4,5) P2-Zellen (non-stressed root epidermal cells PI(4,5)P2) in einer Kaskade dafür sorgt, dass PIP2-interacting Protein-Domänen zur Plasmamembran geleitet werden. Das Projekt pflegte diese Ergebnisse in die Datenbank Bibliothek für PIP-Markersets(öffnet in neuem Fenster) ein. RLK NEGREG arbeitete mit vielen Labors zusammen, die Markersets(öffnet in neuem Fenster) für die funktionelle Genomanalyse an Arabidopsis-Wurzelgewebe entwickelt haben und lieferten Beiträge zur Arabidopsis-Forschungsdatenbank European Arabidopsis Stock Centre(öffnet in neuem Fenster). Die Projektergebnisse wurden in unabhängigen Fachzeitschriften wie Natur Plants und Plant Journal vorgestellt und könnten der gesamten Forschung zu Membranrezeptoren zugute kommen.
