Lokalisierung von MsRab11F während der Etablierung der Knöllchensymbiose zwischen Medicago truncatula und Sinorhizobium meliloti

Nounurai P. Lokalisierung von MsRab11F während der Etablierung der Knöllchensymbiose zwischen Medicago truncatula und Sinorhizobium meliloti. Bielefeld (Germany): Bielefeld University; 2009.In dieser Arbeit wurde die Lokalisierung des kleinen G-Proteins MsRab11F während der Etablierung der Knöllchensymbiose zwischen Leguminosen und Sinorhizobium meliloti untersucht. MsRab11F war bereits durch K. Schiene im Rahmen ihrer Promotion isoliert und als Knöllchen-spezifisch exprimiert erkannt worden. Zur Untersuchung der Lokalisierung und Funktion des Proteins wurde in der vorliegenden Arbeit ein MsRab11F-GFP-Konstrukt hergestellt und in drei verschiedene Systeme transformiert: Da eine Transformation in die Wurzel von Medicago truncatula nur mit geringer Effizienz funktioniert, wurde das MsRab11F:GFP-Konstrukt außerdem in BY-2-Protoplasten von Nicotiana tabacum und Blattepidermiszellen von Nicotiana benthamiana transformiert. In allen drei Systemen lokalisierte das MsRab11F-GFP-Fusionsprotein an etwa 1 µm großen Strukturen, die sich aktiv durch das Cytoplasma der Pflanzenzellen bewegten. Eine dominant-inaktive Mutante von MsRab11F hingegen war unspezifisch im Cytoplasma verteilt. Die Behandlung der transgenen Wurzeln mit dem Membranfarbstoff FM4-64 deutet darauf hin, dass MsRab11F an membranumhüllten Kompartimenten lokalisiert. Durch Zugabe von Brefeldin A (BFA) zu transgenen Blattepidermiszellen aggregierten die durch MsRab11F markierten Strukturen im Cytoplasma. Da BFA als Inhibitor des Vesikeltransports im Golgi-Apparat bekannt ist, deutet dies darauf hin, dass MsRab11F an Golgi-Zisternen lokalisiert. Die Kolokalisierung von MsRab11F mit dem cis-Golgimarker GmMan1:mCherry in Blattepidermiszellen bestätigte dies und zeigte, dass MsRab11F an den trans-Golgi-Zisternen lokalisiert. Ein weiterer Kolokalisierungsversuch ergab eine teilweise Überlappung der Lokalisierung von MsRab11F und MtRab5B. Hieraus konnte abgeleitet werden, dass MsRab11F auch an frühen Endosomen lokalisiert sein muss. Während der Etablierung der Knöllchensymbiose lokalisierte MsRab11F an der Spitze der Infektionsschläuche und in jungen infizierten Zellen an der Peribakteroidmembran. Gleichzeitig konnte eine Kolokalisierung von MsRab11F mit Matrixproteinen an den punktförmigen Strukturen um die Infektionsschlauchspitze nachgewiesen werden. Dies lässt vermuten, dass MsRab11F den Vesikeltransport von den trans-Golgi-Zisternen zum frühen Endosom und von dort aus weiter zu den symbiontischen Membranen reguliert. Durch die Vesikeln werden die Membranmaterialen und Matrixproteine zu den symbiontischen Strukturen transportiert