Transfer of redox-signals from chloroplast to nucleus by transient microcompartmentation of metabolic enzymes (P09)

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Redox-Ungleichgewichte („Imbalances“), die während der Photosynthese auftreten können, werden durch veränderte Genexpression von kernkodierten Chloroplastenproteinen aufgefangen. Erhöhter Elektronendruck und damit verbundene Bildung von ROS lösen ein retrogrades Signal aus, das über das Cytosol in den Kern transduziert wird. Redox-Modifikation glykolytischer Enzyme (e.g. cytosolische GAPDH) führt zur Bildung transienter Mikrokompartimente an Zytoskelett und äußerer Mitochondrienmembran. Nach Kerntranslokation und Bindung in nukleären Subkompartimenten induziert das metabolische Signal eine veränderte Genexpression. Aus in-vitro-Versuchen liegen Hinweise auf die beteiligten Wechselwirkungen vor; im vorgeschlagenen Projekt soll ihre zeitliche und räumliche Dynamik in der intakten Zelle mittels zellbiologischer Imaging-Methoden unter Einsatz von verschiedenen fluoreszenzierenden Fusionskonstrukten untersucht werden.