Analyse der Expression und Funktion von RNA-Helikasen in Mitochondrien von Arabidopsis thaliana

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden fünf DEAD/DExH-Box RNA-Helikasen aus A. thaliana analysiert. Zu Beginn der Arbeit war bekannt, dass die Proteine AtSUV3, AtMMH, AtPMH1 und AtPMH2 eine mitochondriale Lokalisation aufweisen. In dieser Arbeit wurde die mitochondriale Lokalisation eines AtPMH3::GFP-Fusionsproteins in Tabakprotoplasten gezeigt. Mit Northern-Blot-Analysen wurden die relativen Transkriptmengen von Atmmh, Atsuv3, Atpmh1, Atpmh2 und Atpmh3 in Wurzeln, Blüten, Blättern und Keimlingen untersucht und anhand von histochemischen Färbungen von entsprechenden transgenen Promotor::GUS-Pflanzen wurden die Promotoraktivitäten in den unterschiedlichen Geweben und Entwicklungsstadien der Pflanzen analysiert. In Northern-Blot-Analysen wurde eine durch Kälte induzierte Transkript-Akkumulation von Atpmh1 und Atpmh2 festgestellt und deren Zeitverlauf über 48 Stunden hinweg verfolgt. Auch das Atmmh-Transkript zeigt eine leichte Erhöhung des Steady-State-Levels durch Kälte. In den histochemischen Färbungen wurde eine Promotoraktivität des Atmmh- und des Atpmh2-Promotors nach mechanischer Verwundung von Blattspreiten und Stängeln gefunden. Bei den durchgeführten Analysen von T-DNA-Insertionsmutanten wurde für Atpmh1-Knock-Out-Pflanzen keine Abweichung vom Wildtyp-Phänotyp gefunden. Heterozygote Atmmh-Knock-Out-Mutanten hingegen zeigten bei der Samenbildung eine 25-%ige Embryoletalität. Daraus wurde geschlossen, dass Atmmh ein essentielles Gen ist. Überexpressions-Pflanzen mit erhöhten Atmmh-Transkriptmengen zeigten eine geringere Anzahl an Samen pro Schote als Wildtyp-Pflanzen. In Western-Blot-Analysen von mitochondrialen Proteinfraktionen wurden in dieser Arbeit das AtMMH-Protein und das AtPMH2-Protein vor allem in Membranfraktionen detektiert. Schließlich bietet die Etablierung eines in vitro-Entwindungsassays mit einem neuen Substrat eine Möglichkeit, die RNA-RNA-Enwindungsaktivität der Helikasen zu charakterisieren.