Mechanismus von FASCICLIN LIKE ARABINOGALACTAN PROTEIN 4

Jede Pflanzenzelle ist von einer Zellwand umgeben. Die besondere Konstruktion und Dynamik der Zellwände ermöglichen schnelles Wachstum bei gleichzeitiger Festigkeit und bilden damit die strukturelle Basis der uns umgebenden und ernährenden Pflanzenwelt. Um die Funktion der Zellwand im Wachstum besonders in Zeiten der Umweltänderungen aufrecht zu erhalten, besitzen Pflanzen ein komplexes Kontrollsystem welches die Struktur und Funktion der Zellwandmoleküle überprüft und gegebenfalls an die jeweiligen Bedingungen anpasst. Obwohl in den letzten Jahren mehrere Bestandteile dieses Zellwand Kontrollsystems entdeckt wurden gibt es noch vieles zu erfahren. Zum Bespiel nimmt die Familie der Fasziclin Arabinogalactan (FLA) Proteine in diesem Kontrollsystem eine wichtige Rolle ein aber es ist gänzlich unbekannt wie FLA Proteine auf molekularer Ebene funktionieren. Das vorliegende Projekt möchte diese Wissenslücke schließen. Stellvertretend für die FLA Familie untersuchen wir die Funktion von FLA4 einem Protein welches für die normale Zellstreckung und Zellwandstruktur der Pflanzen notwendig ist. Aus Untersuchungen an Mutanten der Modellpflanze Arabidopsis thaliana ist bekannt, dass die Funktion von FLA4 von zwei Rezeptorproteinen FEI1 und FEI2 abhängt und es wurde spekuliert, dass FLA4 und die FEI Proteine einen Komplex bilden. Es könnten aber auch andere Moleküle - sowohl Eiweißstoffe als auch Zellwandpolymere - über FLA4 aneinander binden und dadurch ihre Aktivität andern. Diese Hypothesen sollen hier experimentell geprüft werden. Wir wollen untersuchen ob sich FLA4 und die FEIs in der Zelle zusammenfinden und ob auch andere Proteine an FLA4 binden. Ebenso wird untersucht ob FLA4 mit den komplexen Polymeren der Zellwand in Wechselwirkung tritt. Kann FLA4 durch die Zellwand diffundieren und dadurch von einer Zelle ausgehend auch in anderen Zellen wirken? Kann FLA4 dynamisch seine Form ändern und dadurch Informationen über die aktuelle Struktur der Zellwand an Rezeptorproteine weitergeben? Antworten auf diese Fragen würden das Verständnis der Mechanismen des Pflanzenwachstums erweitern und uns die Regulation der Zellwandstruktur klarer erkennen lassen. Da die pflanzliche Zellwand eine der wichtigsten nachwachsenden Resourcen ist könnten Einsichten aus diesem Grundlagen Projekt dazu beitragen Technologien zur verbesserten Erzeugung zellwandbasierter Rohstoffe oder anpassungsfähigere Kulturpflanzen zu entwickeln.