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Mechanisms of Auxin-dependent Signaling in the Endoplasmic Reticulum

Projektbeschreibung

Mechanismen der auxinbezogenen genomischen Reaktion in Pflanzen entschlüsseln

Auxine sind Pflanzenhormone, die das Pflanzenwachstum regulieren. Auxinrezeptoren gibt es sowohl extrazellulär (das Auxin-bindende Protein 1 oder ABP1) als auch im Zellkern (Auxin-F-Box-Proteine Auxinrezeptoren), wobei erstere vermutlich schnelle, nicht-genomische Reaktionen vermitteln und letztere langsame, genomische. ABP1 ist jedoch hauptsächlich im endoplasmatischen Retikulum lokalisiert, obwohl angenommen wird, dass es nur in der extrazellulären Matrix aktiv ist. Außerdem wurde die Funktion von ABP1 kürzlich mit genomischen Reaktionen in Verbindung gebracht. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt AuxinER wird die Hypothese testen, dass die genomische Auxin-Reaktion eine Integration von Auxin-abhängiger Kernsignalisierung und Auxin-Metaboliten-abhängiger Signalisierung des endoplasmatischen Retikulums über die ABP1-Rezeptoren ist.

Ziel

The phytohormone auxin has profound importance for plant development. The extracellular AUXIN BINDING PROTEIN1 (ABP1) and the nuclear AUXIN F-BOX PROTEINs (TIR1/AFBs) auxin receptors perceive fast, non-genomic and slow, genomic auxin responses, respectively. Despite the fact that ABP1 mainly localizes to the endoplasmic reticulum (ER), until now it has been proposed to be active only in the extracellular matrix (reviewed in Sauer and Kleine-Vehn, 2011). Just recently, ABP1 function was also linked to genomic responses, modulating TIR1/AFB-dependent processes (Tromas et al., 2013). Intriguingly, the genomic effect of ABP1 appears to be at least partially independent of the endogenous auxin indole 3-acetic acid (IAA) (Paque et al., 2014).
In this proposal my main research objective is to unravel the importance of the ER for genomic auxin responses. The PIN-LIKES (PILS) putative carriers for auxinic compounds also localize to the ER and determine the cellular sensitivity to auxin. PILS5 gain-of-function reduces canonical auxin signaling (Barbez et al., 2012) and phenocopies abp1 knock down lines (Barbez et al., 2012, Paque et al., 2014). Accordingly, a PILS-dependent substrate could be a negative regulator of ABP1 function in the ER. Based on our unpublished data, an IAA metabolite could play a role in ABP1-dependent processes in the ER, possibly providing feedback on the canonical nuclear IAA-signaling.
I hypothesize that the genomic auxin response may be an integration of auxin- and auxin-metabolite-dependent nuclear and ER localized signaling, respectively. This proposed project aims to characterize a novel auxin-signaling paradigm in plants. We will employ state of the art interdisciplinary (biochemical, biophysical, computational modeling, molecular, and genetic) methods to assess the projected research. The identification of the proposed auxin conjugate-dependent signal could have far reaching plant developmental and biotechnological importance.

Finanzierungsplan

ERC-STG - Starting Grant

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSITAET FUER BODENKULTUR WIEN
Netto-EU-Beitrag
€ 1 441 125,00
Adresse
GREGOR MENDEL STRASSE 33
1180 Wien
Österreich

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Region
Ostösterreich Wien Wien
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
€ 1 441 125,00

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