Peptidrezeptoren für die Auxin-Kanalisierung in Arabidopsis

Pflanzen zählen zu den wichtigsten komplexen Organismen auf der Erde und erzeugen den größten Teil der Biomasse der Erde. Sie sind die Lebensgrundlage der meisten anderen Organismen, vor allem der Tiere und des Menschen, und sie haben einen enorm positiven Einfluss auf das globale Klima. Aus wissenschaftlicher Sicht sind Pflanzen faszinierende Organismen, da sie sich unabhängig von den Tieren als Vielzeller entwickelt haben und daher für viele Probleme, mit denen komplexe Organismen konfrontiert sind, neuartige, originelle Lösungen gefunden haben, die sich oft stark von denen der Tiere unterscheiden. Daher können Pflanzen in vielerlei Hinsicht als "Außerirdische" unter uns betrachtet werden sie bieten Biolog:innen ein Modell zur Untersuchung alternativer Mechanismen für die Bewältigung von Herausforderungen des Lebens. Dies spiegelt sich weitgehend auch in der Lebensstrategie von Pflanzen wider. Während Tiere auf widrige Umstände oft mit Kampf oder Flucht fight or flight reagieren, sind Pflanzen verwurzelt und müssen daher an einem Ort bleiben und ihre Physiologie und Entwicklung anpassen, um zu überleben. Diese außergewöhnliche Entwicklungsflexibilität ist also etwas, das Pflanzen in Hülle und Fülle besitzen. Viele Aspekte der Pflanzenentwicklung weisen außergewöhnliche selbstorganisierende Eigenschaften auf die Bildung von Organen wie Blätter oder Blüten in regelmäßigen Mustern, die komplizierten Blattrippen, die spontane Entstehung und Regeneration von Gefäßen und viele andere. Diese faszinierenden Prozesse erfordern ein kollektiv koordiniertes Verhalten von vielen Zellen. Bei der Bildung von Gefäßen beispielsweise müssen sich alle Zellen in eine (und die richtige) Richtung orientieren, um unidirektionale Kanäle zu bilden, die den Transport von Nährstoffen, Zucker und anderen Substanzen ermöglichen. Wie können Zellen ihr Verhalten kollektiv anpassen? Woher kennen sie den Status benachbarter Zellen und ihre Position innerhalb des Pflanzenkörpers? Welche Kurz- und Langstreckensignale tauschen sie aus und wie werden diese wahrgenommen? Dies sind die wichtigsten Fragen, die in diesem Projekt untersucht werden sollen, um die Mechanismen aufzudecken, die der faszinierenden selbstorganisierenden Entwicklung in Pflanzen zugrunde liegen. Wir werden eine hochgradig interdisziplinäre Strategie anwenden, die molekulare Physiologie (Hormon- und Peptid-Signalgebung), Entwicklungsbiologie (Entwicklung von Gefäßgewebe), Zellbiologie (fortgeschrittene Mikroskopie), Biochemie und molekulargenetische Methoden (RNA- seq, CRISPR/Cas9) kombiniert. Die Strategie baut auf einer zuvor sehr erfolgreichen Kombination von komplementärem Fachwissen im Bereich der molekularen Hormongenetik (Friml, ISTA) und der selbstorganisierenden Gefäßbildung (Mazur, Universität Kattowitz) auf.