Parniske Team

Prof. Dr. Martin Parniske

Die Genetik der Symbiose von Pflanzenwurzeln

Professor Parniske identifiziere eine Gruppe von Pflanzenmutanten, die Defekte in ihrer Symbiose sowohl mit abuskulären Mykorrhizapilzen als auch stickstofffixierenden Bakterien aufweisen. Diese Ergebnisse zusammen mit anderen führten zu der Idee, dass die Endosymbiose von Pflanzenwurzeln mit Bakterien und Pilzen eine gemeinsame genetische Basis haben könnte. Nachdem arbuskuläre Mykorrhiza bis auf die ersten Landpflanzen zurückzuführen ist und die Wurzelknöllchensymbiose deutlich jünger ist, zeigte dieser gemeinsame Gensatz, dass die stickstofffixierende Wurzelknöllchensymbiose aus der bereits existierendern arbuskulären Mykorrhizasymbiose entstanden ist.

Durch Marker-gestützes Mappen der sogenannten "gemeinsamen Symbiose Gene“, hat das Labor von Prof. Parniske zu der Identifikation verschiedener Komponenten, die direkt oder indirekt an den Signaltransduktionswegen beider Symbiosen beteiligt sind, beigetragen. Hierzu zählen eine Rezeptor-like Kinase, Nukleoporine, Calciumkanäle für Calciumozillationen im Zellkern, und ein im Nukleus liegender Komplex mit einer Calcium-und-Calmodulin abhängigen Protein Kinase und ihrem Phosphorylierungsziel CYCLOPS, einem DNA-bindenden transkriptionellen Aktivator. Die Entdeckung dieser Gene und dem dazugehörigen Singaltransduktionsprozess hatte einen starken Einfluss auf das Forschungsfeld. Das Parniske Labor entdeckte, dass CYCLOPS ein Interaktionspartner und Phosphorylierungssubstrat der Calcium-und-Calmodulin-abhängigen Proteinkinase CCaMK ist. Darüber hinaus wurde die Rolle von CYCLOPS, das ursprünglich als Protein mit unbekannter Funktion annotiert war, als DNA-bindender Transkriptionsaktivator identifiziert. Forschungen im Parniske-Labor klärten die Rolle des CCaMK/CYCLOPS-Komplexes als wichtiger regulatorischer Knotenpunkt in der symbiotischen Signalübertragung.