Természetes szabályozó molekulák hatása a növények csírázására

Projekt azonosító: 

OTKA  NN114567

Megvalósítási időszak: 

2015-2019

A strigolakton jelátvitel projektben arra keressük a választ, hogy a növény fejlődését és felépítését hogyan szabályozzák ezek az újonnan leírt növényi hormonok.

A növények és környezetük interakciója alapvetően a környezeti jelek érzékeléséből és az ingerekre adott válaszokból áll. Ebben a projektben az újabban a növényi hormonok közé sorolt strigolaktonok és rokon butenolid vegyületeik molekuláris hatásmechanizmusára, valamint a kapcsolt bioszintézis utakra fókuszálunk. Ezek a butenolidok (strigolaktonok, karrikinek) számos fiziológiai folyamatban vesznek részt, beleértve a mikorrhiza kialakulását, az elágazódást, a föld feletti részek és a gyökérzet architektúráját, a fény függő jelátvitelt valamint a csírázást. Az elmúlt évben tapasztalt áttörés a butenolidok kutatásában arra derített fényt, hogy nagyon erős párhuzamosság van a strigolakton/karrikin és a gibberellin jelátvitelben. Az alapvető hasonlóság ezen mechanizmusok között (mindkettő központi eleme egy, az SCF komplex által mediált ubiquitinfüggő célzott proteolízis rendszer) sorvezetőül szolgálhat a butenolidjelátvitel rejtett útjainak felfedéséhez.
A jelen projektben két fő kérdésre szeretnénk választ adni. Szeretnénk tanulmányozni, hogy mi a fiziológiai szerepe a (strigolakton bomlástermékéhez, a D-OH molekulához szerkezetében nagyon hasonló) inhibitor hatású trimetil-butenolidnak (TMB), és hogy milyen szerepet játszanak ezek a kis molekulatömegű butenolidok a butenolid-jel modulációjában. Másodszor, funkcionálisan jellemezni fogjuk az eddig ismeretlen tulajdonságokkal bíró DLK2 α/β-hidrolázt, mely paralóg D14-et és KAI2-t strigolakton és karrikin receptorokkal.
DLK2 auxin plasmodesmata

A DLK2 fehérje auxin kezelés után asszociál a poláris membránhoz és a plazmodezmákhoz

Fotó: Dr. Fábián Attila László, Dr. Soós Vilmos

Strigolakton és butenolid jelátvitel mutáns Arabidopsis csíranövények

Strigolakton és butenolid jelátvitel mutáns Arabidopsis csíranövények

Projekt partner: 
Dr. Horváth Róbert, MTA EK MFA
Dr. Kurunczi Sándor, MTA EK MFA
Dr. Málnási-Csizmadia András, ELTE TTK Biokémiai Tanszék
Dr. Johannes van Staden, University of KwaZulu-Natal
Dr. Heqiang Huo, UC Davis Department of Plant Biology
Dr. Kent Bradford, UC Davis Department of Plant Biology