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Zentrale Mikroskopie

 

Plastiden – Genom und Signale

Chromatinmodellierung in den Plastiden

Pflanzenzellen besitzen neben dem Kerngenom noch je ein Genom in den Plastiden und den Mitochondrien. Die DNA in den Organellen kann durch Fluoreszenzmikroskopie in den Nukleoiden nachgewiesen werden (s. Abbildung). Wir haben in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von H.-P. Mock am IPK Gatersleben das Proteom der plastidären Nukleoide untersucht und dabei Proteine identifiziert, deren Verwandte an der Modellierung des Chromatins im Kern beteiligt sind. Dazu zählen Proteine mit einer SWIB-Domäne. Für das SWIB-1 Protein konnten wir zeigen, dass es in Plastiden und Kern lokalisiert ist (s. Abbildung). Es ist anzunehmen, dass das nukleäre Chomatinmodellierungsprotein im Verlauf der Evolution eine ähnliche Funktion in den Plastiden übernommen hat.


Lokalisation von AtSWIB-1:GFP-Fusionsprotein in den Nukleoiden der Chloroplasten und im Zellkern von Tabakprotoplasten. Als Kontrolle wurde das PEND:GFP-Fusionsprotein und das GFP-Protein alleine gezeigt.

 

Chloroplasten als Signalgeber für den Zellkern

Die Blattseneszenz steht unter retrograder Kontrolle durch die Plastiden. Das bedeutet, dass Chloroplasten über metabolische Signale Informationen über ihren Funktionszustand abgeben. Zu den Plastidensignalen gehören auch Singulettsauerstoff und Hormone wie Jasmonsäure und Salizylsäure. Wir haben ein Protein identifiziert, das im Zellkern die Expression von Seneszenzgenen reguliert, aber auch in den Plastiden vorkommt.
Zur Zeit untersuchen wir, ob dieses als Whirly1 bezeichnete Protein auch eine Rolle bei der Übermittlung von Information aus den Plastiden zum Zellkern spielt.