Die Regulation der Brassinosteroid Biosynthese in Pflanzen

Brassinosteroide (BRs) sind pflanzliche Steroidhormone die strukturelle Ähnlichkeiten zu tierischen Steroiden aufweisen und eine essentielle Rolle in Wachstum und Entwicklung von Pflanzen spielen. Wie andere Pflanzenhormone auch agieren BRs als Botenstoffe und sind vorallem in Prozessen wie Zellteilung und Zellstreckung von großer Wichtigkeit. Pflanzen welche durch Mutationen in ihrer Fähigkeit BRs zu bilden (oder BR induzierte Signale weiterzuleiten) beeinträchtigt sind, weisen schwerwiegende Entwicklungsdefekte auf. Werden solche Mutanten im Licht kultiviert, sind sie zwergwüchsig, haben eine charakteristische runde Blattform, und weisen eine verringerte Fruchtbarkeit sowie reduzierte apikale Dominanz auf. Im Dunkeln entwickeln Keimlinge vieler BR Mutanten einen Phenotyp der an Pflanzen erinnert die im Licht gekeimt wurden: die Hypokotylle bleiben kurz und die Keimblätter öffnen sich; was als Hinweis darauf gedeutet wird, daß Effekte die in Pflanzen durch Licht induziert werden eng mit der Wirkungsweise von BRs verbunden sein könnten. Während darüber wie BRs in Pflanzen synthetisiert werden detaillierte Informationen vorliegen, ist über die Netzwerke, welche BR-Signale transportieren und somit die unterschiedlichen Wirkungen des Hormons auslösen, noch relativ wenig bekannt. Das derzeitige Model der BR Signal Transduktion deuten darauf hin, daß BRs von der Rezeptor Kinase BRI1 an der Zellmembran erkannt werden, was eine Signalkaskade auslöst, welche zur Aktivierung von Transkriptions Faktoren führt, die anschließend im Nukleus die Expression von BR regulierten Genen steuern. Die Konzentration von BRs in der Pflanze ist strikt reguliert. Mechanismen die den Gehalt an aktiven BRs kontrollieren inkludieren die Inaktivierung von BR durch Hydroxylierung oder Glucosylierung, oder das genaue Anpassen der Biosynthese an die jeweils benötigten Konzentrationen in der Pflanzenzelle. Wie diese Regulation der Biosynthese auf molekularer Ebene funktioniert ist bislang weitgehend unklar. Die Grundlage für dieses Projekt stellt eine Arabidopsis Mutante, mit dem Namen cesta (ces) dar, welche veränderte BR Konzentrationen aufweist. Der Phenotype der Mutante wird durch die Überexpression eines Transkriptionsfaktors verursacht. Das Ziel dieses Projektes ist es aufzuklären wie der, in der Mutante betroffene Transkriptionsfaktor CES, in die Regulation der BR Biosynthese involviert ist. Außerdem sollen zusätzliche Faktoren identifiziert werden die BR Konzentrationen in Arabidopsis regulieren.