Mobilność Plus

Tytuł projektu: "Charakterystyka funkcji kaleozyn w metabolizmie ciał olejowych u roślin"

 

W ostatnich latach wykazano, że ciała olejowe mogą być degradowane na drodze autofagii (lipofagii) u drożdży, glonów czy ssaków. Pomimo istotnego postępu w badaniach mających na celu identyfikację genów zaangażowanych w regulację autofagii u roślin, nasza wiedza na temat mechanizmu działania tego procesu u roślin pozostaje w dużej mierze fragmentaryczna. Ostatnie badania wykazały obecność ciał olejowych na terenie wakuoli w trakcie rozwoju ziaren pyłkowych u ryżu, co sugeruje możliwość udziału autofagii w procesie degradacji ciał olejowych u roślin. Jednakże mechanizm działania autofagii w metabolizmie tłuszczów w tkankach roślinnych pozostaje jak dotąd nieznany.
Celem projektu jest wyjaśnienie roli autofagii w degradacji ciał olejowych u roślin oraz określenie udziału kaleozyn w tym procesie. Zrozumienie przebiegu degradacji ciał olejowych u roślin będzie miało kluczowe znaczenie w stworzeniu molekularnego modelu regulacji metabolizmu tłuszczów zapasowych. Dalekosiężnym celem proponowanych badań będzie wskazanie nowych strategii modyfikacji roślin w kierunku zwiększenie ilości akumulowanych tłuszczów zapasowych na drodze inżynierii genetycznej. Projekt jest wykonywany w Katedrze Biochemii Roślin Uniwersytetu w Getyndze pod kierunkiem Prof. Ivo Feussnera i we współpracy z Dr Agnieszką Zienkiewicz.
W pierwszych etapie projektu zostanie przeprowadzona kompleksowa analiza cech fenotypowych oraz lipidomu mutantów insercyjnych A. thaliana z wyłączonymi genami kodującymi kaleozyny AtCLO1-AtCLO8 hodowanych w warunkach kontrolnych i stresowych. Linie mutantów o najbardziej interesujących cechach zostaną następnie zbadane na poziomie komórkowym z wykorzystaniem technik mikroskopowych w celu wizualizacji degradacji ciał olejowych. Analiza wpływu nadekspresji wybranych genów kodujących kaleozyny na fizjologię i lipidom kiełkujących nasion A. thaliana pozwoli na lepsze zrozumienie funkcji tych białek. W drugim etapie projektu zbadane zostaną interakcje pomiędzy kaleozynami a uczestniczącymi w autofagii białkami z rodziny Atg8. Na podstawie uzyskanych wyników zostaną wytypowane funkcjonalnie sprzężone pary kaleozyna-białko Atg8. Podwójne mutanty A. thaliana z wyłączonymi parami genów clo/atg8 będą hodowane w różnych warunkach, a następnie analizowane pod kątem cech fenotypowych, zmian w lipidomie oraz przemian ciał olejowych na poziomie komórkowym.
Wyniki uzyskane w ramach proponowanych zadań badawczych będą wykorzystane do zaproponowania modelu molekularnego degradacji ciał tłuszczowych u roślin na drodze autofagii z uwzględnieniem udziału kaleozyn w tym procesie. Rezultaty projektu przyczynią się do poszerzenia wiedzy na temat wielu aspektów fizjologii roślin, takich jak metabolizm lipidów, rola białek związanych z ciałami olejowymi, znaczenie autofagii w procesach życiowych roślin oraz kiełkowanie nasion.