Analyse der MKK1 und MKK2 Stresssignalwege

Umwelt Stressfaktoren beeinträchtigen sowohl das Wachstum als auch den Ertrag von allen Pflanzen. Aus diesen Gründen ist ein Verständnis der Stressanpassung von wesentlicher Bedeutung für die Pflanzenzüchtung. Während der letzten zehn Jahre lag das Augenmerk der Forschung hauptsächlich auf der Identifizierung von Stress- induzierten Genen und in mehreren Fällen konnte durch Überexpession bestimmter Gene auch eine verbesserte Stresstoleranz erzielt werden. Im Gegensatz dazu sind die molekularen Mechanismen, die Expression dieser Stressgene regulieren, noch weitgehend unklar. Wir konnten vor kurzem einen spezifischen MAP Kinase Signalweg in Arabidopsis identifizieren, der die MAP Kinase Kinase MKK2 und die beiden MAP Kinasen MPK4 und MPK6 involviert. Analysen zeigten, dass die Überexpression von MKK2 zu erhöhter Kälte- und Salztoleranz von Arabidopsispflanzen führt. Mittels Transkript, Phosphoprotein und Metabolit Profiling Techniken soll innnerhalb des vorliegenden Projekts der Mechanismus und die molekularen Targets dieses Signalwegs identifiziert und auf ihre biologische Bedeutung hin untersucht werden.

MPK4 kodiert für eine hoch konservierte Proteinkinase, die eine Hauptrolle bei der Regulation der Immunantwort. Um zu verstehen, wie MPK4 diese Rolle ausführt, analysierten wir die Physiologie von mpk4 Mutanten und identifizierten Zielgene und Substrate dieser Proteinkinase. Im Zuge des Projektes wurden neue Methoden entwickelt, um Komponenten von verschiedenen MPK4 Proteinkomplexen zu isolieren und identifizieren. Unsere Ergebnisse zeigen, dass MPK4 nicht nur ein zentraler Regulator der angeborenen Immunantwort ist, sondern auch die Zellteilung und das Zytoskelett der Pflanzen reguliert.