Projektbeschreibung
Neue Ansätze zum Pflanzenschutz bei steigenden Temperaturen
Hitzewellen stellen enormen Stress für Nutzpflanzen und eine Gefahr der Ernährungssicherheit dar. Durch die steigenden Temperaturen kann es zu Ernteausfällen und -einbußen kommen. Daher muss die schnelle Anpassung von Pflanzen an diese Bedingungen erforscht werden, um die Ernährungssicherheit in Zukunft sicherzustellen. Im ERC-finanzierten Projekt PLANTEX wird somit ein neuer Mechanismus der Stressreaktion erforscht. Konkret geht es um Ko-Regulone, also Protein-RNS-Netzwerke innerhalb organellenähnlicher Kondensate, die mittels Proteolyse eine schnelle Anpassung an Stressoren ermöglichen. Im Projekt werden diese Ko-Regulonen in Arabidopsis und Tomatenpflanzen bestimmt, ihre proteolytische Regulierung untersucht und es werden genetische Ansätze für eine stärkere Hitzetoleranz von Nutzpflanzen erarbeitet. Mit dieser innovativen Forschung könnte die Widerstandsfähigkeit von Nutzpflanzen und die Ernährungssicherheit erheblich gestärkt werden.
Ziel
Heat waves threaten agriculture in the EU and worldwide. Exactly how we can protect our crops precisely and rapidly from heat is a lingering question with important implications for future food security. My aim with PLANTEX is to explore the potential of a rapid stress response that my lab has discovered and incorporate this knowledge into the design of new breeding strategies to improve crops.
To bolster heat tolerance, I propose an innovative approach for the control of protein production networks by repurposing proteolytic pathways that control the dynamics of organelle-like assemblies known as condensates.
My lab pioneers the study of proteolysis on the formation of condensates with unique properties that allow them to store functionally related proteins and RNAs. I dubbed the networks in these condensates that we discovered “coregulons”. These coregulons are responsible for undocumented rapid and synchronized stress responses, for example during heat, that depend on proteolysis. I hypothesize that the discovered condensates ensure an unappreciated rapid response to stress that is important for plant acclimation and that this knowledge can be exploited to engineer desirable traits in crops.
In this project, I propose 1) to use our approaches to collect an extensive dataset of coregulons important for growth and environmental adaptation in the model organism Arabidopsis and the agricultural-relevant crop tomato, 2) to characterize novel mechanisms involving proteolysis of coregulons by refining and developing new approaches of protease-substrate capture, and 3) design and implement innovative strategies based on cutting-edge genetic approaches to improve the tolerance of tomato to heat waves.
My objectives are ambitious but potentially game-changing by providing approaches that can help combat the escalating problem of food security and for our comprehension of how plants adapt to dynamic environments.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-COG
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