Planten zijn sessiele organismen, wat wil zeggen dat ze in tegenstelling tot zoogdieren niet kunnen ontsnappen aan nadelige groeicondities zoals droogte, hitte, UV-straling, enz. Daarom hebben ze uitgebreide mechanismen ontwikkeld om hun genomische integriteit veilig te stellen, opdat ze een intacte kopie van hun genoom kunnen doorgeven aan hun nakomelingen. Tijdens deze doctoraatsstudie was ons doel om meer te leren over celcyclusregulatie, en meer bepaald over de moleculaire mechanismen achter de controlepunten geinduceerd door DNA schade. We waren geinteresseerd in de karakterisatie van de e2fa e2fb dubbelmutant (hierna e2fab genoemd) gemuteerd in beide G1/S transcriptionele activators. Deze mutant heeft minder cellen in het wortelmeristeem en in mature bladeren, en dit is gecorreleerd met een langere S-phase en totale celcyclusduur, wat wijst op een activatie van controlepunten op mogelijks verschillende celcyclusfasen. Verrassend genoeg werd er geen differentiele wortelgroei gemeten onder verschillende DNA-schade behandelingen. Een transcriptoomstudie van deze mutant toonde aan dat naast neergereguleerde E2F-afhankelijke genen er ook een cluster met DNA-schaderespons (DDR) genen opgereguleerd was. Vanwege de link met transcriptionele activatie van de DDR kruisten we de e2fab mutant met de sog1 mutant en vonden we zo dat deze triple mutant hypergevoelig was voor replicatiestress, wat aantoont dat E2Fs naast SOG1 een rol spelen in de respons op replicatiestress. Daarnaast hebben we drie suppressormutanten van de wee1 mutant geidentificeerd en gekarakteriseerd. Deze mutant is gevoelig aan DNA replicatiestress, wat leidt tot extreem gereduceerde wortelgroei wanneer deze planten gegroeid worden op medium dat hydroxyurea (HU) bevat, een drug die replicatiestress veroorzaakt door de beschikbare dNTP pool te verlagen. De suppressormutanten kunnen allen gedeeltelijk deze gevoeligheid aan HU redden, en ze doen dit op verschillende manieren. De trd2-1 mutant is gemuteerd in subeenheid B van het ribonuclease H2 (RNase H2) complex en toont dezelfde karakteristieken als de eerder geidentificeerde trd1-1 mutant, die gemuteerd is in subeenheid A van dit complex. Deze mutanten incorporeren rNTPs in het genoom, op deze manier waarschijnlijk compenserend voor het gebrek aan dNTPs veroorzaakt door HU. De tweede geidentificeerde suppressormutant is een knockout in het FAS1 gen, gemuteerd in een subeenheid van het ‘hromatin assembly factor 1’(CAF-1) complex dat verantwoordelijk is voor de correcte vorming van nucleosomen na DNA-replicatie door het toevoegen van histonen H3 en H4 aan de nieuw gesynthetiseerde DNA-streng. Een niet-functioneel CAF-1 complex leidt tot de activatie van een ATM- en SOG1-afhankelijk G2/M-controlepunt, wat het ATR- en WEE1-gemedieerde intra-Scontrolepunt overbodig maakt. Bovendien vonden we dat de andere fenotypes van de fas1 mutant, zoals het verkorten van de telomeren en het verlies van ribosomale DNA kopijen, veroorzaakt worden door de geactiveerde ATM-pathway, aangezien telomeerlengte en ribosomaal DNA kopijnummer gedeeltelijk hersteld zijn in de fas1 atm dubbelmutant.Als laatste identificeerden we de missense pol-2 mutant, gemuteerd in de katalytische subeenheid van het DNA polymerase alpha, die wee1 gevoeligheid voor HU redt op een voorlopig niet volledig gekarakteriseerde manier. Preliminaire resultaten tonen aan dat het mutante eiwit minder stabiel is, wat leidt tot een verlies van interacties met de primase subeenheden en mogelijks een reductie in het aantal replicatie-oorsprongen die afgevuurd worden, uiteindelijk resulterend in een vertraging van de DNA replicatiefase. Deze theorie wordt ondersteund door een langere S-phase in deze planten. Hoewel onderzoek in modelspecies zoals Arabidopsis belangrijk is om nieuwe spelers te identificeren in de DNA-schade pathways, verschilt het genoom van deze kleine plant enorm van het veel grotere genoom van voedselgewassen zoals mais. Om de moleculaire respons van mais op DNA-schade te kunnen bestuderen, genereerden we knockout lijnen van alle grote DDR-signalisatie spelers, gebruik makend van de CRISPR/Cas9 techniek. Karakterisatie van sommige van deze knockout lijnen viel buiten de omvang van dit doctoraatsproject, maar toch konden we aantonen dat de knockoutlijnen van ATR en WEE1 in mais de fenotypes delen die al beschreven waren in de overeenkomstige Arabidopsis mutanten. Bovendien, hoewel mais ATR mutanten niet te onderscheiden zijn van de isogene WT lijn onder serrecondities, vertoonden ze een verminderde groei in het veld, wat erop wijst dat veldcondities DNA-schade veroorzaken die moet hersteld worden door ATR om optimale groei te verzekeren. Als een laatste project identificeerden en karakteriseerden we ook de maisfamilie van SIAMESERELATED CDK inhibitoren, met een focus op de leden die reageerden op DNA-schade. Zo genereerden we rapporteerlijnen en knockoutlijnen van twee leden van deze familie, die vervolgens onder verschillende condities bestudeerd werden. Samengevat, door de DNA-schaderespons en zijn invloed op de celcyclus te bestuderen in zowel Arabidopsis als mais, hebben we een beter begrip gekregen hoe deze twee processen elkaar beinvloeden. Daarnaast hebben we een nieuwe rol gevonden voor E2Fs in de respons op DNA replicatiestress. Tenslotte hebben we een set van maislijnen gecreeerd die kunnen gebruikt worden om de DDR in een voedselgewas verder te bestuderen.