13.09.2017 16:07 Alter: 8 days

Pflanzenwissenschaftlerin wird für ihre Doktorarbeit ausgezeichnet

Wie ein Enzym die Verteilung und damit die Wirkung des Pflanzenhormons Auxin reguliert, war der Forschungsfokus von Dr. Inês Barbosa, ehemalige Studierende an der Technischen Universität München (TUM). Sie erhält dafür den Wilhelm-Pfeffer Wissenschaftspreis der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG), mit dem diese herausragende Nachwuchskräfte auszeichnet.

Inês Barbosa bereitet eine junge Arabidopsis-Pflanze für die Konfokalmikroskopie vor. (Foto: Schwechheimer Labor / TUM)

Inês Barbosa bereitet eine junge Arabidopsis-Pflanze für die Konfokalmikroskopie vor. (Foto: Schwechheimer Labor / TUM)

Inês Barbosas Doktorarbeit wurde am 19. September, während der Botanikertagung in Kiel, mit dem Wilhelm Pfeffer-Preis der DBG ausgezeichnet. Dort stellte sie den mehr als 450 anwesenden Pflanzenwissenschaftlern ihre jüngsten Forschungsergebnisse vor.

Wie sie im Labor herausfand, folgt das Enzym D6 PROTEIN KINASE (D6PK) einer hochdynamischen Transportroute innerhalb der Zelle und kann auf diese Weise innerhalb weniger Minuten und reversibel beeinflussen, ob das Pflanzenhormon Auxin seine wachstumsfördernde Wirkung entfalten kann oder nicht. Bislang hatte man diese Regulation allein Transportmolekülen zugeschrieben. Diese PIN genannten Transporter werden jedoch von D6PK durch das Anheften von Phosphat-Gruppen reguliert, wie die Portugiesin, in Zusammenarbeit mit anderen Mitarbeitenden, am Lehrstuhl für Systembiologie der Pflanzen der TUM bei Prof. Dr. Claus Schwechheimer erstmals zeigen konnte. Erst wenn sich D6PK an der richtigen Stelle in der Zelle befindet, hängt es die Phosphat-Gruppe an den Transporter an, woraufhin dieser aktiv wird. Dann kann er das Auxin aus den Zellen ausschleusen, sodass das Hormon an die Nachbarzelle weitergeleitet werden kann, bis es seinen finalen Wirkungsort erreicht, wie Barbosa in den Fachzeitschriften Development und Developmental Cell beschrieb. Weil D6PK so schnell wirkt, kann man sich nun vorstellen, wie Pflanzen diese und verwandte Kinasen einsetzen, um ihr Wachstum schnell an sich änderte Umweltbedingungen anzupassen. Um den komplizierten molekularen Mechanismus zu entschlüsseln, arbeitete Dr. Barbosa mit einer Vielzahl von Methoden, chemischen Inhibitoren, Mutanten und konfokaler Mikroskopie, die sie zu einem klugen Konzept verband. Mit dem Mikroskop konnte Barbosa den exakten Aufenthaltsort des D6PK-Enzyms in lebenden Wurzelzellen bestimmen, manipulieren und direkt Wachstumsänderungen mitverfolgen. Die neuen Erkenntnisse über D6PK und seine Fähigkeit das Richtungswachstum der Modellpflanze Arabidopsis thaliana zu beeinflussen, können nun neue Züchtungen von Pflanzen mit verbesserter Wuchsform ermöglichen. Den mit 2.500 Euro dotierten Wilhelm Pfeffer-Preis nimmt Barbosa aus den Händen von Prof. Dr. Christian Wilhelm entgegen, dem Präsidenten der Wilhelm Pfeffer-Stiftung der DBG.

 

Publikationen:

Barbosa IC (2015): Trafficking and polarity control of the D6 PROTEIN KINASE from Arabidopsis thaliana. Doktorarbeit an der Technischen Universität München (TUM). Wesentliche Teile sind publiziert in:

Barbosa IC, Shikata H, Zourelidou M, Heilmann M, Heilmann I, Schwechheimer ( (2016): Phospholipid composition and a polybasic motif determine D6 PROTEIN KINASE polar association with the plasma membrane and tropic responses. Development 143(24):4687-4700. DOI: 10.1242/dev.137117

Barbosa IC, Zourelidou M, Willige BC, Weller B, Schwechheimer C (2014): "D6 PROTEIN KINASE activates auxin transport-dependent growth and PIN-FORMED phosphorylation at the plasma membrane." Developmental Cell 29(6):674-685. DOI: 10.1016/j.devcel.2014.05.006


Kontakt:


Dr. Inês C Ramos Barbosa
Laboratoire de Biologie Cellulaire Végétale, Département de Biologie, Moléculaire Végétale (DBMV), Biophore, UNIL-Sorge, University of Lausanne, 1015 Lausanne, Suisse
E-Mail: ines.barbosa[at]unil.ch 


Prof. Dr. Claus Schwechheimer
Lehrstuhl für Systembiologie der Pflanzen
Technische Universität München
Emil-Ramann-Straße 8
85354 Freising (Weihenstephan)
Tel: +49 (8161) 71 – 2880
Email: claus.schwechheimer(at)mytum.de