Redox modulation of nuclear gene expression in plants

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Die redoxabhängige Modulation der nukleären Genexpression ist ein wesentliches Element der Anpassung oxygener photosynthetischer Organismen an variierende Umweltbedingungen. Mittels dreier experimenteller Ansätze werden redoxinduzierte Genexpressionsänderungen auf ihre Bedeutung für die zelluläre Anpassung, auf auslösende Redoxreize und auf die Multiplizität der Signalwege analysiert. (1) Zur quantitativen und qualitativen Analyse von Redoxeffekten auf funktioneller Ebene werden Proteomanalysen durch hochauflösende 2D-Elektrophorese, Bildanalyse und Identifizierung markanter Polypeptide durchgeführt. (2) Arabidopsis thaliana Makro-cDNA-Arrays, die cDNAs antioxidativer Enzyme, von Redoxmodulatoren, Enzymen des Grundstoffwechsels, PR-Proteinen und Signaltransduktionskomponenten tragen, und zufällige cDNA-Arrays des submers wachsenden Lebermooses Riccia fluitans werden mit RT-cDNA-Sonden hybridisiert, um das Expressionsmuster der photoautotrophen Gewebe nach Einwirkung redoxmodulierender Faktoren zu untersuchen bzw. redoxregulierte Gene zu identifizieren. (3) Von ausgewählten redoxregulierten Genen werden die Promotoren zur weiteren Beschreibung anhand von Reportergenaktivitäten in planta analysiert. Durch den Vergleich der cDNA-Arrays und der Reporteraktivitäten in Promotortransformanten nach Applikation von Oxidantien, Antioxidantien und Effektoren von Signaltransduktionskaskaden werden die Signaltransduktionswege bei der Steuerung der nukleären Genexpression untersucht.