Lead
The Molecular Basis of Female Gametophyte Development and Function

Lay summary

Die Bildung von Gameten und die maternale Kontrolle der Embryogenese sind fundamentale Prozesse, die in verschiedenen Organismen studiert wurden und allgemein gültige Prinzipien der Entwicklungsbiologie ans Licht brachten. Die Aufklärung der molekularen Mechanismen, welche in Tieren der Etablierung und Interpretation von Positionsinformation oder der Zell-Zell-Kommunikation zugrunde liegen, ist nicht nur von wissenschaftlichem Interesse, sondern haben auch grosse Bedeutung für die Medizin. Im Gegensatz dazu sind diese Schlüsselprozesse in Pflanzen nach wie vor schlecht verstanden und bilden den Fokus dieses Projekts. In Pflanzen entstehen die Gameten nicht direkt nach der Reifeteilung, sondern werden von multizellulären Gametophyten gebildet. Der weibliche Gametophyt besteht in den meisten Arten aus sieben Zellen, die zu vier verschiedenen Zelltypen differenzieren. Dank seiner einfachen und polaren Struktur stellt der weibliche Gametophyt ein ideales Modellsystem dar, um Positionsinformation und Zell-Zell-Kommunikation während der Entwicklung zu studieren. Die Blütenpflanze Arabidopsis thaliana und das Lebermoos Marchantia polymorpha werden als Modelle verwendet, um Schlüsselereignisse in der sexuellen Fortpflanzung zu untersuchen. Dazu gehören die Zell-Spezifikation, mit besonderem Augenmerk auf Transkriptionsfaktoren, welche die Eizelle spezifizieren, sowie die Kommunikation während der Befruchtung, wobei genetische Ansätze benutzt werden, um neue Komponenten eines evolutionär konservierten Signaltransduktionswegs zu identifizieren. Des Weiteren wird die epigenetische Kontrolle der Samenentwicklung erforscht, zum Beispiel um die molekularen Mechanismen der genetischen Prägung, die bisher nur in Säugetieren und Blütenpflanzen beschrieben wurde, besser zu verstehen.