Mehrzellige Organismen benötigen eine Kommunikation zwischen den Zellen und Möglichkeiten zum Austausch von Nährstoffen und Signalmolekülen zwischen den Zellen. Pflanzen haben bemerkenswerte zelluläre Maschinen entwickelt – die Plasmodesmata (PD)-Poren –, die jede einzelne Zelle innerhalb des Pflanzenkörpers miteinander verbinden und entscheidend für die Entwicklung, die Anpassung an die Umwelt, die Infektion mit Krankheitserregern und die Abwehrsignale sind. Die Bedeutung der PD liegt in ihrer Funktion beim direkten Transport von Molekülen wie Proteinen, RNAs, Ionen und Metaboliten. Wie PD jedoch zur Regulierung des Transports beitragen und Reaktionen auf multizellulärer Ebene koordinieren, ist noch unklar. Darüber hinaus sind PD trotz ihrer Bedeutung nach wie vor schwer zu identifizieren, zu strukturieren und funktionell zu analysieren.

Der Schwerpunkt unserer Forschung liegt darauf, die Zusammensetzung und Entwicklung von PDs zu entschlüsseln und ihre Funktion als Zell-Zell-Brücken für die Kommunikation, den Nährstofftransport und die Virusverbreitung innerhalb von Pflanzen zu verstehen. Um diese Fragen zu beantworten, nutzt mein Team eine Vielzahl innovativer experimenteller Ansätze, darunter fortschrittliche Bildgebung, Genom-Editierung, genetisch kodierte Biosensoren, Proximity-Labeling und Kryo-ET.

Langfristig sollten die aus unserer laufenden Arbeit gewonnenen Erkenntnisse wesentlich dazu beitragen, das Pflanzenwachstum und die Widerstandsfähigkeit gegen Krankheitserreger zu verbessern, was für die Verbesserung der weltweiten Nahrungsmittelversorgung erforderlich ist.

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