Die schnellste Reaktion, die sich in höheren Pflanzen unmittelbar nach einem gravitropen Reiz messen lässt, manifestiert sich in einer transienten Ca2+- Mobilisierung mit einer spezifischen Signatur, die aus zwei zeitlich versetzte Ca2+-Freisetzungen besteht. Wie diese doppelte Ca2+-Mobilisierung in die Signalwandlung eingebettet ist und welche Elemente der gravitropen Transduktionskette an diese Reaktion ankoppeln, ist wenig verstanden. Allerdings konnten durch bodengestützte Vorarbeiten und durch die Ergebnisse im Vorläuferprojekt bei der 28. Parabelflugkampagne des DLR mit EHB1 (enhanced bending 1) und AGD12 (ARF-GAP domain 12) zwei Proteine identifiziert werden, die Ca2+-abhängig sowohl den Gravitropismus als auch den Phototropismus antagonistisch beeinflussen. Das Ziel des aktuellen Parabelflugprojektes ist die weitere Funktionsanalyse dieser beiden Ca2+-regulierter Proteine in der Gravitations-induzierten Signalkette und damit der Identifizierung und Charakterisierung der dieser Calcium-Mobilisierung vor- bzw. nachgelagerten Schritte.
Für den Einsatz bei dieser Kampagne wurden geeignete Reporterlinien, die Ca2+-abhängig eine starke Rot-Fluoreszenz entwickeln (R-GECO1), in entsprechende EHB1 und AGD12 loss of function Mutanten sowie EHB1 und AGD12 überexprimierende Linien eingekreuzt. Es ist beabsichtigt, mit Hilfe der so generierten Reporterlinien und des für den Einsatz in Schwerelosigkeit entwickelten Fluoreszenz-Mikroskops (FLUMIAS) im Vergleich zu den entsprechenden Wildtyp-Linien (siehe Projekt AG Böhmer) zu analysieren, ob und wie sich die Calcium-Freisetzung unter µg-Bedingungen in den Mutanten gegenüber dem Wildtyp verändert. Grundlage für das aktuelle Parabelflug-Projekt ist die Beobachtung, dass sich in Schwerelosigkeit, nicht aber bei Erd- oder Hypergravitation das biphasische Ca2+-Signal dahingehend verändert, dass die zweite Ca2+-Mobilisierung verzögert einsetzt. Wir erhoffen uns durch Einsatz der Mutanten-Linien weitere Informationen über die Funktion der Ca2+-Ionen in der durch Gravitation induzierten Signalkette.