Carolin Goldhardt (Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg)
Carolin Goldhardt erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:
Untersuchungen zur mitochondrialen Lokalisation des Proteins mTERF21 sowie zu in vivo mit mTERF21 assoziierten RNAs in Arabidopsis thaliana
Unter Nutzung einer der GFP-Fusion des RNA-bindenden Proteins mTERF21 zeigt diese Arbeit die Assoziation des mitochondrialen mTERF21-Proteins mit multiplen mRNAs und seine Akkumulation in distinkten Foci innerhalb der Mitochondrien.
Pflanzenmitochondrien sind bekannt für ihren hochkomplexen RNA-Stoffwechsel, an dem Hunderte von im Zellkern kodierten RNA-bindenden Proteinen beteiligt sind. Viele dieser Proteine gehören zur Familie der mitochondrialen Transkriptionsterminationsfaktoren (mTERF), deren Mitglieder auch in tierischen Mitochondrien zu finden sind, die aber in Landpflanzen erheblich umfangreicher ist. Nur für sehr wenige pflanzliche mTERFs ist ihre genaue molekulare Funktion bekannt. Während einige tatsächlich als Transkriptionsterminationsfaktoren fungieren, wurde für andere mTERFs eine Rolle im Spleißen organellärer mRNAs beschrieben.
Um Einblicke in die Funktion des Proteins mTERF21 zu erhalten, welches in Arabidopsis essentiell ist, wurden Lokalisierungsstudien und RNA-Co-Immunpräzipitationsexperimente (RIP) durchgeführt. Hierfür wurde eine Arabidopsis-Linie verwendet, die ein pmTERF21::mTERF21-GFP-Konstrukt im mterf21-Loss-of-Function-Hintergrund exprimiert. Den RIP-Experimenten zufolge assoziieren in vivo mehrere mitochondriale RNAs mit mTERF21. Mittels konfokaler Mikroskopie wurde die Akkumulation von mTERF21-GFP in distinkten Foci innerhalb der Mitochondrien beobachtet. Diese GFP-Verteilung unterschied sich deutlich von jener in einer Kontrolllinie, die mTERF21-freies GFP in den Mitochondrien akkumulierte. Dementsprechend könnte die Beteiligung von mTERF21 am mitochondrialen RNA-Metabolismus auf ein spezifisches mitochondriales Subkompartiment beschränkt sein. Um weitere Untersuchungen dieser Hypothese zu initiieren, wurde eine Kollektion von Arabidopsis-Linien erstellt, die Fusionen verschiedener mitochondrialer RNA- und DNA-bindender Proteine mit Fluoreszenzproteinen synthetisieren.
Die Arbeit wurde von Theresa Schoeller und Kristina Kühn in einem mit dem RTG2498 assoziierten Projekt betreut; die mTERF21-GFP-Linie wurde von Minsoo Kim und Elizabeth Vierling (UMass Amherst) bereitgestellt.
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Carolin Goldhardt fertigte die Arbeit am Institut / Lehrstuhl für Biologie, Abteilung Zellphysiologie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Kristina Kühn an.