Lena Knorr (Westfälische Wilhelms-Universität Münster)
Lena Sophie Knorr erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Westfälische Wilhelms-Universität Münster im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.
Titel: Die Bedeutung von intrazellulären NAD Dynamiken in der PAMP-vermittelten Immunität von Pflanzen
Knorrs Arbeit gibt Einblicke in die PTI-vermittelte physiologische Dynamik im Zytosol von Pflanzen und liefert Belege für die Bedeutung des NAD-Stoffwechsels für die pflanzliche Immunität.
Bei einem Pathogenangriff erkennt die Pflanzenzelle konservierte Pathogen-assoziierte molekulare Muster (PAMPs) über Mustererkennungsrezeptoren (PRRs), was zur Aktivierung der PAMP-vermittelten Immunität (PTI) führt, der ersten Ebene der Immunität in Pflanzen. Mehrere Schlüsselmechanismen wie die Regulierung von Kalziumkanälen, die Phosphorylierung von Signalproteinen und die Erzeugung eines apoplastischen Ausbruchs reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) haben große Aufmerksamkeit erhalten. Diese Ereignisse und die von ihnen ausgelösten Abwehrmechanismen sind auf eine tiefgreifende Umstellung des Zellstoffwechsels angewiesen. Obwohl es offensichtlich ist, dass die Stoffwechseldynamik das Herzstück des Netzwerks der Pathogenantwortstrategien ist, ist die spezifische Integration des Primärstoffwechsels und der Pathogenabwehrprogramme nur schlecht verstanden.
Vor kurzer Zeit hat der Stoffwechselkofaktor Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD) als Teil der durch Effektoren ausgelösten Immunantwort (ETI) an Aufmerksamkeit gewonnen, da auch der Abbau von zellulärem NAD durch die TIR-assoziierte NADase-Aktivität von Rezeptoren dazugehört. Unabhängig davon wurden bei Mutanten, die im NAD-Stoffwechsel beeinträchtigt sind, Defekte bei der Reaktion auf Pathogene beobachtet.
Diese Arbeit konzentriert sich auf die zufällige Beobachtung einer frühen NAD-Redox-Signatur in Arabidopsis-Blättern, die durch den bakteriellen Elicitor flg22 ausgelöst wird. Da diese Signatur schnell erfolgt und mit destruktiven Ansätzen zur NADH/NAD+-Quantifizierung nur schwer aufzulösen ist, habe ich ein Monitoring-System für NADH/NAD+ in vivo entwickelt, das den genetisch kodierten fluoreszierenden Biosensor Peredox-mCherry nutzt. Dieser Ansatz bildete die Grundlage für die Prüfung spezifischer Hypothesen zu (i) den Merkmalen des NAD-Redox-Transienten, (ii) seinem Ursprung und (iii) seiner potenziellen Bedeutung für den Aufbau der Immunität, wobei genetische und chemische Interferenzen eingesetzt wurden.
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Lena Sophie Knorr fertigte die Arbeit am Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen (IBBP, WWU Münster) in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Markus Schwarzländer an.