@phdthesis{Artins2023, author = {Artins, Anthony}, title = {Crosstalk between Target Of Rapamycin (TOR) and sugar signaling in Arabidopsis thaliana}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {125}, year = {2023}, language = {en} } @phdthesis{Rakpenthai2022, author = {Rakpenthai, Apidet}, title = {Analysis of the regulation of the sulfur responsive genese, SD11 and SD 12}, year = {2022}, language = {en} } @phdthesis{MartinezSeidel2023, author = {Martinez-Seidel, Federico}, title = {Ribosome Heterogeneity and Specialization during Temperature Acclimation in Plants}, doi = {10.25932/publishup-58072}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-580724}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {374}, year = {2023}, abstract = {Ribosomes decode mRNA to synthesize proteins. Ribosomes, once considered static, executing machines, are now viewed as dynamic modulators of translation. Increasingly detailed analyses of structural ribosome heterogeneity led to a paradigm shift toward ribosome specialization for selective translation. As sessile organisms, plants cannot escape harmful environments and evolved strategies to withstand. Plant cytosolic ribosomes are in some respects more diverse than those of other metazoans. This diversity may contribute to plant stress acclimation. The goal of this thesis was to determine whether plants use ribosome heterogeneity to regulate protein synthesis through specialized translation. I focused on temperature acclimation, specifically on shifts to low temperatures. During cold acclimation, Arabidopsis ceases growth for seven days while establishing the responses required to resume growth. Earlier results indicate that ribosome biogenesis is essential for cold acclimation. REIL mutants (reil-dkos) lacking a 60S maturation factor do not acclimate successfully and do not resume growth. Using these genotypes, I ascribed cold-induced defects of ribosome biogenesis to the assembly of the polypeptide exit tunnel (PET) by performing spatial statistics of rProtein changes mapped onto the plant 80S structure. I discovered that growth cessation and PET remodeling also occurs in barley, suggesting a general cold response in plants. Cold triggered PET remodeling is consistent with the function of Rei-1, a REIL homolog of yeast, which performs PET quality control. Using seminal data of ribosome specialization, I show that yeast remodels the tRNA entry site of ribosomes upon change of carbon sources and demonstrate that spatially constrained remodeling of ribosomes in metazoans may modulate protein synthesis. I argue that regional remodeling may be a form of ribosome specialization and show that heterogeneous cytosolic polysomes accumulate after cold acclimation, leading to shifts in the translational output that differs between wild-type and reil-dkos. I found that heterogeneous complexes consist of newly synthesized and reused proteins. I propose that tailored ribosome complexes enable free 60S subunits to select specific 48S initiation complexes for translation. Cold acclimated ribosomes through ribosome remodeling synthesize a novel proteome consistent with known mechanisms of cold acclimation. The main hypothesis arising from my thesis is that heterogeneous/ specialized ribosomes alter translation preferences, adjust the proteome and thereby activate plant programs for successful cold acclimation.}, language = {en} } @phdthesis{Vyse2022, author = {Vyse, Kora}, title = {Elucidating molecular determinants of the loss of freezing tolerance during deacclimation after cold priming and low temperature memory after triggering}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {vii, 147}, year = {2022}, abstract = {W{\"a}hrend ihrer Entwicklung m{\"u}ssen sich Pflanzen an Temperaturschwankungen anpassen. Niedrige Temperaturen {\"u}ber dem Gefrierpunkt induzieren in Pflanzen eine K{\"a}lteakklimatisierung und h{\"o}here Frosttoleranz, die sich bei w{\"a}rmeren Temperaturen durch Deakklimatisierung wieder zur{\"u}ckbildet. Der Wechsel zwischen diesen beiden Prozessen ist f{\"u}r Pflanzen unerl{\"a}sslich, um als Reaktion auf unterschiedliche Temperaturbedingungen eine optimale Fitness zu erreichen. Die K{\"a}lteakklimatisierung ist umfassend untersucht worden,{\"u}ber die Regulierung der Deakklimatisierung ist jedoch wenig bekannt. In dieser Arbeit wird der Prozess der Deakklimatisierung auf physiologischer und molekularer Ebene in Arabidopsis thaliana untersucht. Messungen des Elektrolytverlustes w{\"a}hrend der K{\"a}lteakklimatisierung und bis zu vier Tagen nach Deakklimatisierung erm{\"o}glichten die Identifizierung von vier Knockout-Mutanten (hra1, lbd41, mbf1c und jub1), die im Vergleich zum Wildtyp eine langsamere Deakklimatisierungsrate aufwiesen. Eine transkriptomische Studie mit Hilfe von RNA-Sequenzierung von A. thaliana Col-0, jub1 und mbf1c zeigte die Bedeutung der Hemmung von stressreaktiven und Jasmonat-ZIM-Dom{\"a}nen-Genen sowie die Regulierung von Zellwandmodifikationen w{\"a}hrend der Deakklimatisierung. Dar{\"u}ber hinaus zeigten Messungen der Alkoholdehydrogenase Aktivit{\"a}t und der Genexpressions{\"a}nderungen von Hypoxiemarkern w{\"a}hrend der ersten vier Tagen der Deakklimatisierung, dass eine Hypoxie-Reaktion w{\"a}hrend der Deakklimatisierung aktiviert wird. Es wurde gezeigt, dass die epigenetische Regulierung w{\"a}hrend der K{\"a}lteakklimatisierung und der 24-st{\"u}ndigen Deakklimatisierung in A. thaliana eine große Rolle spielt. Dar{\"u}ber hinaus zeigten beide Deakklimatisierungsstudien, dass die fr{\"u}here Hypothese, dass Hitzestress eine Rolle bei der fr{\"u}hen Deakklimatisierung spielen k{\"o}nnte, unwahrscheinlich ist. Eine Reihe von DNA- und Histondemethylasen sowie Histonvarianten wurden w{\"a}hrend der Deakklimatisierung hochreguliert, was auf eine Rolle im pflanzlichen Ged{\"a}chtnis schließen l{\"a}sst. In j{\"u}ngster Zeit haben mehrere Studien gezeigt, dass Pflanzen in der Lage sind, die Erinnerung an einen vorangegangenen K{\"a}ltestress auch nach einer Woche Deakklimatisierung zu bewahren. In dieser Arbeit ergaben Transkriptom- und Metabolomanalysen von Arabidopsis w{\"a}hrend 24 Stunden Priming (K{\"a}lteakklimatisierung) und Triggering (wiederkehrender K{\"a}ltestress nach Deakklimatisierung) eine unikale signifikante und vor{\"u}bergehende Induktion der Transkriptionsfaktoren DREB1D, DREB1E und DREB1F w{\"a}hrend des Triggerings, die zur Feinabstimmung der zweiten K{\"a}ltestressreaktion beitr{\"a}gt. Dar{\"u}ber hinaus wurden Gene, die f{\"u}r Late Embryogenesis Abundant (LEA) und Frostschutzproteine kodieren, sowie Proteine, die reaktive Sauerstoffspezies entgiften, w{\"a}hrend des sp{\"a}ten Triggerings (24 Stunden) st{\"a}rker induziert als nach dem ersten K{\"a}lteimpuls, w{\"a}hrend Xyloglucan- Endotransglucosylase/Hydrolase Gene, deren Produkte f{\"u}r eine Restrukturierung der Zellwand verantwortlich sind, fr{\"u}h auf das Triggering reagierten. Die starke Induktion dieser Gene, sowohl bei der Deakklimatisierung als auch beim Triggering, l{\"a}sst vermuten, dass sie eine wesentliche Rolle bei der Stabilisierung der Zellen w{\"a}hrend des Wachstums und bei der Reaktion auf wiederkehrende Stressbedingungen spielen. Zusammenfassend gibt diese Arbeit neue Einblicke in die Regulierung der Deakklimatisierung und des K{\"a}ltestress-Ged{\"a}chtnisses in A. thaliana und er{\"o}ffnet neue M{\"o}glichkeiten f{\"u}r k{\"u}nftige, gezielte Studien von essentiellen Genen in diesem Prozess.}, language = {en} }