DBG · Nachwuchsförderung

Anike Schaller (Universität Kiel)

Anike Schaller erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel im Jahr 2017 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Untersuchung zur Rolle von WHIRLY-Proteinen in der Kommunikation zwischen Zellkern und Organellen"

Wie Schaller zeigte, führt eine Hemmung der Chloroplastenentwicklung dazu, dass im Zellkern verstärkt Gene aktiv werden, die für mitochondriale Anti-Stress-Proteine wie WHIRLY2 kodieren.

Das Wachstum von Pflanzen hängt von der Energieproduktion in Chloroplasten und Mitochondrien ab, die die Kraftwerke der Pflanzenzelle sind. Viele Proteine, die für die Funktionalität der beiden Organellen eine wichtige Rolle einnehmen, sind kernkodiert. Damit der Zellkern auf Störungen in den Organellen reagieren kann, ist eine ständige Kommunikation zwischen Organellen und Zellkern unerlässlich.
In dieser Arbeit wurde durch die Behandlung von Keimlingen der Modellpflanze Arabidopsis thaliana mit Spectinomycin die Differenzierung von Plastiden zu Chloroplasten blockiert. Erwartungsgemäß führte dieser Ansatz dazu, dass im Zellkern Gene für Proteine, die an der Photosynthese beteiligt sind, abgeschaltet werden. Allerdings wurden Gene für Proteine, die in den Mitochondrien an der Stress-Abwehr beteiligt sind, verstärkt exprimiert. Dazu gehört auch das WHIRLY2 Gen. Das WHIRLY2-Protein in den Mitochondrien gehört zu einer kleinen Familie von DNA-Bindeproteinen, von denen WHIRLY1 sowohl in Plastiden als auch im Zellkern vorkommt. Um zu klären, ob WHIRLY1 an der veränderten Expression der Gene im Zellkern beteiligt ist, sind geeignete Mutanten erforderlich. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass die vorhandenen why1-Mutanten keine knock-out Mutanten sind. Um die Rolle von WHIRLY1 in der Kommunikation zwischen Organellen und Zellkern zu klären, sollen CRISPR/Cas-Mutanten Einsatz finden.

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Anike Schaller fertigte die Arbeit am Institut Botanischen Institut am Lehrstuhl für Biologie der Pflanzenzelle in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Karin Krupinska an.


Um die Entwicklung von Chloroplasten zu unterbinden, wurden Keimlinge von Arabidopsis thaliana auf Medium mit dem Translations-Hemmstoff-Spectinomycin angezogen: A, B Kontrollpflanzen ohne Hemmstoff; C, D Keimlinge mit Hemmstoff. Bilder und copyright: Anike Schaller, Uni Kiel