Hormonelle Wechselwirkung

Eva Benkova

Pflanzliche Hormone sind wichtige Signalmoleküle, die viele Entwicklungsprozesse, u.a. Zellteilung, Differenzierung und Organentwicklung, steuern. Anders als ihre tierischen Gegenstücke regeln pflanzliche Hormone viele, scheinbar unzusammenhängende, physiologische Prozesse, übernehmen oft überlappende Aufgaben und beeinflussen gegenseitig ihre Wirkung. Dies deutet auf eine wichtige Rolle der synergistischen und antagonistischen Interaktionen zwischen verschiedenen pflanzlichen Hormonen hin. Die molekulare Grundlage dieser hormonellen Wechselwirkungen ist hingegen weitgehend unbekannt.

Die Wechselwirkung zwischen den Hormonen Auxin und Zytokinin ist physiologisch am besten erforscht. Diese pflanzlichen Hormone wirken synergistisch um Zellteilung in Zellkultur zu fördern, aber antagonistisch bei der Regulierung der Entwicklung von Wurzeln und Seitentrieben. Das Hauptziel unserer Studien ist die molekularen Komponenten und Mechanismen zu entdecken, welche den Output von Auxin und Zytokinin Signalwegen abgleichen und so die pflanzliche Organbildung steuern. Als Modellsystem verwenden wir die Wurzelentwicklung der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana, weil sie grundlegende Aspekte der pflanzlichen Entwicklung, wie etwa Dedifferenzierung, Wiedereintritt in den Zellzyklus, koordinierte Zellteilung und Zelldifferenzierung umfasst und von Auxin und Zytokinin antagonistisch gesteuert wird.

Vor kurzem konnten wir zeigen, dass die Steuerung des polaren Auxin-Transports durch Zytokinin eine wichtige Form der Interaktion zwischen diesen pflanzlichen Hormonen ist. Weiterführend untersuchen wir die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen, insbesondere die transkriptionale und posttranskriptionale Kontrolle der Auxin Efflux-Carrier durch Zytokinin. Wir haben neue Zytokinin-empfindliche Bereiche in den Promotoren der Auxin Efflux-Carrier AtPIN1 und AtPIN7 identifiziert und beabsichtigen, mit dem Hefe 1-Hybrid System die vorgeschalteten, Zytokinin-kontrollierten regulativen Signalwege zu ermitteln. Neben der transkriptionalen Regulation zeigen unsere Ergebnisse eine Auswirkung von Zytokinin auf den zellulären Transport des AtPIN1 Proteins und seine Stabilität. Die Untersuchung der Interaktion von Zytokinin mit der zellulären endozytotischen Maschinerie mithilfe von chemischen und genetischen Methoden wird in Zukunft unsere Schlüsselstrategie in der Suche nach Komponenten dieses regulatorischen Signalwegs sein. 

Um neue Komponenten der Wechselwirkung zwischen Auxin und Zytokinin zu identifizieren, verfolgen wir im Wesentlichen zwei Forschungsstrategien: Transkriptomes Profiling und genetisches Screening. Gene, die sowohl mittels transkriptomem Profiling und genetischem Screening ermittelt werden, sind Kandidaten für mögliche neue Komponenten der hormonellen Wechselwirkung, die die Auxin und Zytokinin Signalwege integrieren.

Contact
Eva Benkova
Institute of Science and Technology Austria (IST Austria)
Am Campus 1
A – 3400 Klosterneuburg

E-mail: eva.benkova@remove-this.ist.ac.at

CV

Publikationsliste

Assistentin
Alexandra Mally

Tel: +43 (0)2243 9000-1105
E-mail: alexandra.mally@remove-this.ist.ac.at

Team

  • Melinda Abas, Technician
  • Nicola Cavallari, Postdoc
  • Candela Cuesta Moliner, Postdoc
  • Marcal Galemi Rovira, Postdoc
  • Ellie Himschoot , PhD Student
  • Karla Huljev, PhD Student
  • Andrej Hurny, PhD Student
  • Khan-Djamei Mamoona, Postdoc
  • Juan Carlos Montesinos Lopez, Postdoc
  • Krisztina Ötvös, Postdoc

Ausgewählte Publikationen

  • Marhavý P, Vanstraelen M, De Rybel B, Zhaojun D, Bennett MJ, Beeckman T,  Benková E. 2013. Auxion reflugx between the endodermis and pericycle promotes lateral root initiation. EMBO J 32:149-58.
  • Bielach A, Podlešáková K, Marhavý P, Duclercq J, Cuesta C, Müller B, Grunewald W, Tarkowski P, Benková E. 2012. Spatiotemporal regulation of lateral toor organogenesis in Arabidopsis bny cytokinin. Plant Cell 24:3967-81.
  • Marhavý P, Bielach A, Abas L, Abuzeineh A, Duclercq J, Tanaka H, Parezova M, Petrášek J, Friml J, Kleine-Vehn J, Benková E. 2011. Cytokinin modulates endocytic trafficking of PIN1 auxin efflux carrier to control plant organogenesis. Development Cell 21: 796-804.

Karriere

Seit 2016 Professor, IST Austria
2013-2016 Assistant Professor, IST Austria
2011-2013 Group Leader, Central European Institute of Technology (CEITEC), Brno, Czech Republic
2007-2013 Group Leader, Flanders Institute for Biotechnology, Gent, Belgium
2003-2007 Habilitation position, University of Tübingen, Tübingen, Germany
2011-2003 Postdoc, Centre for Plant Molecular Biology, Tübingen, Germany
1998-2001 Postdoc, Max Planck Institute for Plant Breeding, Cologne, Germany
1998 PhD, Institute of Biophysics of the Academy of Sciences of the Czech Republic, Brno, Czech Republic

Ausgewählte Auszeichnungen

Highly Cited Scientist

2011 FWO grants
2008 ERC Starting grant
2003-2007 Margarete von Wrangell Habilitation Program