Skip to main content
Weiter zur Homepage der Europäischen Kommission (öffnet in neuem Fenster)
Deutsch de
CORDIS - Forschungsergebnisse der EU
CORDIS

Single-Molecule Imaging of Transport through Plasmodesmata in Live Plants

Projektbeschreibung

Den molekulare Austausch zwischen Pflanzenzellen visuell abbilden

Die Kommunikation und Koordinierung von Pflanzenzellen erfolgt über winzige Kanäle, sogenannte Plasmodesmen, die benachbarte Zellen miteinander verbinden und den direkten Austausch von Molekülen – darunter Proteine, Hormone und genetisches Material – zwischen ihnen ermöglichen. Allerdings ist noch weitgehend unklar, wie diese Kanäle reguliert werden und wie sich ihre Aktivität je nach Zelltyp und als Reaktion auf Stress verändert. Bestehende Methoden beschränken sich auf die Messung des durchschnittlichen Transports durch die Kanäle und lassen deren Heterogenität außer acht. Das ERC-finanzierte Projekt PLANTOSCOPE geht dieses Problem an, indem es eine superauflösende Mikroskopiestrategie entwickelt, mit der einzelne Moleküle verfolgt werden können, die einzelne Kanäle in lebenden Pflanzen passieren. Durch die Kartierung der Transportaktivität mit Nanometerpräzision soll die Forschung, aufdecken, wie Plasmodesmen die interzelluläre Kommunikation regulieren – mit weitreichenden Auswirkungen für die Pflanzenbiologie und die Resilienz von Kulturpflanzen.

Ziel

Plants coordinate growth and environmental responses through nanoscale channels called plasmodesmata (PD), which allow proteins, RNA, hormones, and metabolites to pass directly between cells. Current PD transport assays average fluxes across the hundreds of channels that connect a cell to its neighbors, obscuring their heterogeneity and regulation. As a result, the real-time activity of individual PD has never been directly observed.

PLANTOSCOPE will establish Transport Localization Microscopy (TLM), a super-resolution imaging strategy that converts transient single-molecule passages through PD into quantitative 3D transport maps with ~10 nanometer and ~10 millisecond precision in living plants.

TLM combines 3D single-molecule localization microscopy (SMLM) with probes engineered to yield resolvable passage times. 3D SMLM will be achieved through point spread function (PSF) engineering, and probes will include genetically encoded fluorescent proteins, labeled DNA/RNA strands and small dextrans, and ultrashort fluorescent carbon nanotubes. Analysis will extract per-PD passage times and coordinates in Arabidopsis thaliana roots, enabling real-time readouts from thousands of channels in situ. These passage-time distributions will provide unprecedented insights into confined transport mechanisms within PD.

Using TLM, we will quantify how genetic and hormonal regulators reshape single-PD activity and passage statistics, compare connectivity across cell types and tissues, and track shifts under biotic and abiotic stress to reveal early signatures before visible symptoms. The project is hosted jointly at CNRS/Univ. Bordeaux by teams specializing in single-molecule microscopy and PD biology.

By delivering the first functional single-molecule assay of intercellular transport in living plants, PLANTOSCOPE will resolve PD heterogeneity and regulation in vivo and clarify how PD dynamics modulate intercellular connectivity under pathogen and climate-related stress.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

INSTITUT D'OPTIQUE THEORIQUE ET APPLIQUEE IOTA - SUPOPTIQUE
Netto-EU-Beitrag
€ 226 420,56
Adresse
AVENUE AUGUSTIN FRESNEL - CAMPUS POLYTECHNIQUE - RD 128 2
91120 Palaiseau
Frankreich
Region
Ile-de-France Ile-de-France Essonne
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

Partner (2)