Projektbeschreibung
Molekulare Einblicke in die Pflanzenimmunität
Die Immunreaktion von Pflanzen gegen Krankheitserreger wird durch Salicylsäure gesteuert, ein Hormon, das chemisch dem Aspirin ähnelt und sich anreichert, um eine lokale und breitere Immunität aufzubauen. Salicylsäure löst Veränderungen in Tausenden von Genen aus und gibt Immunreaktionen Vorrang vor normalem Wachstum. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt IMMUNE-EXPRESS zielt darauf ab, den Wirkmechanismus aufzuklären, über den Salicylsäure die Genaktivität beeinflusst. Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf das Protein NPR1, das die Genexpression und die Rolle von Salicylsäure steuert. Da in der landwirtschaftlichen Praxis Salicylsäure-Mimetika und -Verbindungen zur Aktivierung des Salicylsäure-Signalwegs eingesetzt werden, um Pflanzen und Anbaupflanzen vor Krankheiten zu schützen, werden die Ergebnisse der Untersuchung zur Verbesserung der Pflanzengesundheit und der landwirtschaftlichen Strategien beitragen.
Ziel
Plants are continuously exposed to a wide variety of pathogenic attackers that cause major crop losses to agriculture worldwide. Unlike vertebrates that use specialized immune cells to detect non-self, each individual plant cell is thought to be capable of launching an effective immune response. Plant immune responses are largely orchestrated by the immune hormone, salicylic acid (SA), which accumulates upon infection and establishes both local and broad-spectrum systemic immunity. SA induces the reprogramming of thousands of genes to prioritize immune responses over normal cellular growth functions. Consequently, commercial SA mimics have been developed and applied as crop protection agents worldwide. Nonetheless, how SA reprograms the transcriptome remains poorly understood yet is critical for the design of improved crop protection strategies that avoid plant growth and yield penalties.
SA-induced transcription reprogramming is largely mediated by NPR1, a master coactivator of gene expression. We recently reported that direct perception of SA by a Cullin3-RING ubiquitin ligase (CRL3) in the nucleus regulates the transcriptional activity of NPR1 by targeting it for degradation via the ubiquitin proteasome system (UPS). Our latest data suggest that ubiquitination by CRL3 and other ubiquitin chain modifying enzymes may be processive and establishes a transcriptional timer for NPR1 activity. This proposal aims to understand the flexibility and necessity of this transcriptional ubiquitin timer in meeting cellular demands for dynamic gene expression during SA-mediated plant immune responses. Moreover, we will uncover the full substrate ranges of SA-induced ubiquitin ligases and their post-translational regulation to precisely chart the intimate roles the UPS plays in coordinating plant immune gene expression. Importantly, these findings will provide novel chemical and genetic targets that can be harnessed in future crop improvement strategies.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
EH8 9YL Edinburgh
Vereinigtes Königreich