Arbeitsgruppenleiter

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Prof. Dr. Ralph Bock

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Abteilung Bock

Organellenbiologie und Biotechnologie

Prof. Dr. Ralph Bocks Arbeitsgruppe erforscht pflanzliche Zellorganellen sowie deren Wechselwirkungen mit dem Zellkern. Mit Hilfe von neu entwickelten Techniken zur genetischen Transformation von Plastiden werden plastidencodierte Gene gezielt an- und abgeschaltet und so ihre Funktionen systematisch aufgeklärt - ein experimenteller Ansatz, der auch als reverse Genetik bezeichnet wird.

Die Plastidentransformation ist auch für die Biotechnologie von großem Interesse, da sie grüne Gentechnik ökologisch sicherer machen und damit die Koexistenz zwischen transgenen und nicht-transgenen Pflanzen in Europa und weltweit erleichtern kann.

Die Plastidentransformation bietet gegenüber konventionellen transgenen Techniken einige Vorteile:

In Gewebekulturen lassen sich Pflanzen unter sterilen Bedingungen heranziehen. Bild vergrößern
In Gewebekulturen lassen sich Pflanzen unter sterilen Bedingungen heranziehen.
  • Aufgrund zahlreicher Kopien von Chloroplasten-DNA wird sehr viel Protein hergestellt (sehr hohe Expressionsraten).
  • Der Einbau der Transgene in die Organellen-DNA erfolgt über homologe Rekombination, also an einem genau definierten Ort im Genom.
  • Mehrere Transgene können in Operons (organisatorischen Einheiten im Genom) gemeinsam eingebaut werden.
  • Die Auskreuzung von Transgenen ist eingeschränkt, da Plastiden fast ausschließlich mütterlich vererbt werden. Die meisten Pollen sind daher plastidenfrei

Zu den in der Abteilung verfolgten biotechnologischen Anwendungen zählen zum Beispiel die Produktion von Pharmazeutika, das Erzeugen von krankheitsresistenten Pflanzen und die gezielte Veränderung von Stoffwechselwegen in Plastiden. An der Weiterentwicklung der Plastidentransformation wird unter anderem mit dem Ziel gearbeitet, sie auch auf weitere wichtige Pflanzenarten, wie zum Beispiel Getreide und die Modellpflanze Arabidopsis, anwenden zu können. Darüber hinaus wird auch an der Entwicklung von Technologien zur Transformation pflanzlicher Mitochondriengenome gearbeitet.

Weitere Arbeitsschwerpunkte der Gruppe sind Untersuchungen zu den molekularen Mechanismen der Evolution pflanzlicher Genome sowie zu den genetischen und evolutionären Prozessen, die die physiologische Plastizität von Arten, Populationen und Ökosystemen bestimmen.

 
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