Funktionelle Charakterisierung eines calciumpermeablen Kationenkanals in Pflanzen

Um abiotischem und biotischem Stress zu begegnen, haben sich in Pflanzen komplexe Signalnetzwerke entwickelt, die Abwehr- und Resistenzmechanismen steuern. Das Verständnis der zentralen Elemente der Kopplung von Umweltstimulus und pflanzlicher Antwort ist essentiell für die gezielte Verbesserung von Nutzpflanzen. Eine sehr frühe Antwort von Pflanzen auf die meisten abiotischen und biotischen Stressfaktoren ist ein Anstieg der Aktivität des freien cytosolischen Calciums ([Ca2+]cyt), der durch die Aktivierung Ca2+-permeabler Ionenkanäle ausgelöst wird. Unser Wissen über die molekulare Identität dieser Kanalproteine ist noch immer sehr rudimentär, was ein großes Hindernis für das Verständnis von Signalverarbeitung und Stressantworten in Pflanzen darstellt. In der Vakuolenmembran wurde ein Ca2+-permeabler Kanal identifiziert, und erste Untersuchungen deuten auf dessen Beteiligung an Ca2+-abhängigen Prozessen hin. Dieses Projekt zielt darauf ab, die Rolle dieses Kanals aufzuklären und die Gegebenheiten zu analysieren, unter denen der Kanal für die Generierung von [Ca2+]cyt-Signalen notwendig ist. Weiterhin wird die Regulation des Kanals mittels negativer Rückkopplung und seine Aktivierung mittels sekundärer Botenstoffe durch eine Kombination elektrophysiologischer und zellbiologischer Ansätze analysiert. Das in diesem Projekt generierte Wissen wird zum verbesserten Verständnis von Ca2+-Homöostase und Signalleitung in Pflanzen beitragen, was schließlich in die Entwicklung von Nutzpflanzen mit effizienteren Mechanismen der Stressantwort einfließen wird