Fiona Smith (Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg)
Fiona Smith erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Halle im Jahr 2025 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:
Untersuchung der Interaktion aller Arabidopsis thaliana ATG8 Isoformen mit AtCAN1 in planta
Smith untersuchte die Interaktion einer neuen Komponente der pflanzlichen Autophagie (AtCAN1) und aller neun ATG8 Isoformen aus Arabidopsis thaliana entsprechend vorhandener „ATG8-Interaction Motives“ (AIMs) in der CAN1 Primärstruktur. Sie konnte zeigen, dass CAN1 AIM-spezifisch mit ausgewählten ATG8 Isoformen physisch interagiert und zudem zur Dimerisierung fähig ist – ein Befund, der neue Perspektiven auf die Funktion dieses Proteins in der pflanzlichen Autophagie eröffnet.
Autophagie beschreibt den zellulären Recyclingprozess, bei dem beschädigte oder nicht mehr benötigte Organellen sowie Proteine erkannt und über Autophagosomen in der Vakuole abgebaut werden. So werden zum einen Nährstoffe zurückgewonnen, des Weiteren können sich eukaryotische Zellen an eintretende Stressbedingungen und sich ändernde Umweltbedingungen schnell anpassen. Hierbei interagieren abzubauende Cargos mit ATG8 entweder direkt über sogenannte „ATG8-Interaction Motives“ (AIMs) oder indirekt durch Interaktion mit sogenannten Autophagierezeptoren, welche das Cargo erkennen und ein AIM zur ATG8 Interaktion präsentieren.
In ihrer Masterarbeit untersuchte Fiona Smith die Rolle der neu identifizierten Autophagie-Komponente AtCAN1 in Pflanzen. Durch transiente Expression in Nicotiana benthamiana und anschließende Co-Immunopräzipitation konnte sie zeigen, dass AtCAN1 in planta mit allen neun ATG8-Isoformen aus Arabidopsis thaliana co-lokalisiert und interagiert. Die Interaktion hängt von zwei der fünf präsentierten ATG8-Interaktionsmotiven (AIM4 und AIM5) in AtCAN1 ab und variiert je nach ATG8-Isoform. Damit konnte sie eine isoformspezifische Modulation der Interaktion nachweisen. Zusätzlich bestätigte Frau Smith die postulierte Homodimerisierung von AtCAN1 sowohl im Hefe-Zwei-Hybrid-System als auch biochemisch in planta. Ihre Ergebnisse liefern neue Einblicke in die molekularen Mechanismen der pflanzlichen Autophagie und erweitern das Verständnis des pflanzenspezifischen CAN1 Proteins im Zusammenspiel der funktionellen Diversität von ATG8-Isoformen.
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Fiona Smith fertigte die Arbeit am Leibniz Institut für Pflanzenbiochemie in der Arbeitsgruppe von Dr. Christin Naumann, unter Betreuung von David Görg, innerhalb des DFG-geförderten Projekts AUTOPHO und in Assoziation mit dem Research Training Group 2498 an.