PIN Polarität und Arabidopsis WAV3 Proteine

Pflanzen zeichnen sich durch ein gerichtetes Wachstum aus, und zeigen eine definierte Polarität in der Ausbildung und Differenzierung von Organen, wie z.B. von Wurzeln oder Sprossen. Diese Polarität des Wachstums erfolgt in Abhängigkeit von Umweltfaktoren, um eine optimale Anpassung an die jeweiligen Umweltbedingungen zu ermöglichen. Gerichtetes Wachstum von Pflanzen wird durch unterschiedlichste Wachstumsfaktoren reguliert. Das Pflanzenhormon Auxin spielt dabei eine zentrale Rolle, und ist an einer großen Bandbreite pflanzlicher Entwicklungsprozessen beteiligt. Diese Diversität an Prozessen wird durch kontrollierte, lokale Variationen der intrazellulären Auxinkonzentration ermöglicht, ein Prozess der durch den gerichteten Transports des Hormones durch die Pflanze reguliert wird. PIN-FORMED Auxintransportproteine sind verantwortlich für den gerichteten Transport des Hormones und zeigen eine oftmals asymmetrische, polare Verteilung an der zellulären Plasmamembran, wodurch die Richtung des Auxintransports letztlich definiert ist. Um ein tieferes Verständnis der Mechanismen, welche die Verteilung der PIN-FORMED Proteine beeinflussen, zu erlangen, versuchen wir die Wirkungsweise der WAV3 Proteine in der Modelpflanze Arabidopsis zu verstehen. WAV3 zeigt selbst eine polare Verteilung an der Plasmamembran und kontrolliert die polare Verteilung der PIN-FORMED Proteine. Unterschiede in der WAV3 Expression, als auch die subzelluläre Verteilung oder die enzymatische Aktivität von WAV3 könnten dabei eine Rolle spielen. In diesem Projekt versuchen wir die funktionellen WAV3 Proteindomänen und deren Relevanz für die PIN- FORMED Polaritätskontrolle zu charakterisieren. Dazu werden unterschiedlichste, mutierte Versionen von WAV3 als auch Proteinfusionen, bestehend aus Domänen von WAV3 und weiterer verwandter Proteine, auf deren Funktionalität hin getestet. Zusätzlich wollen wir die Mechanismen der subzellulären polaren Verteilung von WAV3 unter Zuhilfenahme pharmakologischer und genetischer Methoden analysieren. Damit soll auch eine etwaige Funktion von WAV3 als positioneller Marker in der Kontrolle der PIN-FORMED Polarität getestet werden. Schlussendlich ist geplant, zelluläre Faktoren die mit WAV3 interagieren unter Verwendung innovativer Markierungstechniken zu identifizieren. Die Charakterisierung des WAV3-Interaktoms sollte entscheidend dazu beitragen, molekulare Mechanismen der polaren PIN-FORMED Verteilung und somit der Adaptabilität höherer Pflanzen zu verstehen.