Franziska Obert (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel)
Franziska Obert erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:
Lokalisationsänderung der cytosolischen Malat-Dehydrogenasen in Arabidopsis thaliana unter Einfluss von abiotischem Stress
Die cytosolischen Malat-Dehydrogenasen von Arabidopsis thaliana erfahren bei Redox-Stress eine Translokation in den Zellkern, wo sie eine moonlighting-Funktion ausüben und so Einfluss auf die Regulation des Redox-Zustands der Zelle nehmen können.
Malat-Dehydrogenasen sind insbesondere für die Katalyse der reversiblen Umwandlung von L-Malat zu Oxalacetat bekannt, wobei die aktuelle Forschung darauf hinweist, dass diese Enzyme auch moonlighting-Funktionen im Zellkern übernehmen können.
In dieser Arbeit wurden Plasmide erstellt, mittels derer Fusionsproteine der drei cytosolischen Malat-Dehydrogenasen und einem Fluorophor in Protoplasten von A. thaliana exprimiert werden konnten. Dies erlaubte die Bestimmung der subzellulären Lokalisation der jeweiligen Enzyme mittels Fluoreszenz-mikroskopischer Aufnahmen sowie die Beobachtung der Translokation unter dem Einfluss von abiotischem Stress, welcher durch die Behandlung mit redox-wirksamen Chemikalien ausgelöst wurde. Um zu testen, ob eine moonlighting-Funktion in der Interaktion mit dem Transkriptionsfaktor SOG1 besteht, wurden Experimente mittels bimolekularer Fluoreszenz-Komplementation durchgeführt.
So konnte gezeigt werden, dass die cytosolischen Malat-Dehydrogenasen von A. thaliana unter Normalbedingungen im Cytosol lokalisiert sind und unter dem Einfluss verschiedener redox-wirksamer Chemikalien eine Translokation in den Zellkern erfahren. Darüber hinaus konnte erstmals auch eine Interaktion der cytosolischen Malat-Dehydrogenase 2 mit dem Transkriptionsfaktor SOG1 im Zellkern nachgewiesen werden, welcher eine wichtige Funktion bei der Antwort der Zelle auf Stress übernimmt und z.B. die DNA-Reparatur oder apoptotische Prozesse einleitet. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die cytosolischen Malat-Dehydrogenasen als Sensoren für die Wahrnehmung von Schwankungen der Redox-Homöostase in Pflanzen dienen. Eine entscheidende Rolle spielen dabei vermutlich konservierte Cystein-Reste der cytosolischen Malat-Dehydrogenasen, die in Abhängigkeit des Redox-Zustands der Zelle unterschiedliche posttranslationale Modifikationen erfahren können.
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Franziska Obert fertigte die Arbeit am Botanischen Institut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jennifer Selinski an.
