Synthetische Pflanzenbiologie
Wir entwickeln Methoden der synthetischen Genomik in Pflanzen, mit Fokus auf artifizielle Chloroplasten in Landpflanzen. Unsere Chloroplastengenome sind auf programmierbare Polymersynthese, Kreuzkompatibilität und Biocontainment ausgelegt. Darüber hinaus arbeiten wir an breiterer Technologieentwicklung in der pflanzlichen synthetischen Biologie und Genomik.
Die Forschungsgruppe von Dr. Daniel Dunkelmann für synthetische Pflanzenbiologie am MPI-MP konzentriert sich auf die Methodenentwicklung in der synthetischen Genomik von Pflanzen und arbeitet an der Schnittstelle zwischen Computer-, Molekular-, Synthetischer und Pflanzenbiologie. Unser Forschungsziel ist die Konstruktion synthetischer Genome, wobei wir uns zunächst auf das Chloroplastengenom konzentrieren und neu gestaltete genetische Codes integrieren, die die Biosynthese künstlicher Polymere ermöglichen und die genetische Isolierung synthetischer Gene in Pflanzen gewährleisten. Parallel dazu untersuchen wir die Gestaltungsprinzipien von Chloroplastengenomen in Solanaceae-Arten mit dem langfristigen Ziel, ein Genom zu entwickeln, das in mehreren Wirtspflanzen, darunter Tabak, Kartoffel und Tomate, funktionsfähig ist.
Erweiterung und Neuprogrammierung des genetischen Codes von Chloroplasten
Die Erweiterung und Neuprogrammierung des genetischen Codes hat die Biologie von Prokaryoten und Säugetieren grundlegend verändert, wird in Pflanzen jedoch bislang kaum genutzt. Wir kombinieren Gesamtgenom-Synthese und molekulare Technik, um die Synthese künstlicher Polymere in Pflanzen zu ermöglichen und Chloroplastengenome zu entwerfen, die genetisch isoliert sind und ein vollständiges Biocontainment ermöglichen.
Automatisierung der Toolbox für die Chloroplastengenetik
Fortschritte in der synthetischen Biologie von Chloroplasten werden durch Experimente mit geringem Durchsatz und das Fehlen prädiktiver Modelle begrenzt. Wir entwickeln datengesteuerte Modellierungsrahmen, um das rationale Design regulatorischer Elemente zu unterstützen und eine systematische Manipulation von Chloroplasten zu ermöglichen.
Entwicklung der Kompatibilität von Chloroplastengenomen zwischen verschiedenen Arten
Wir entschlüsseln die Prinzipien des Chloroplastendesigns, um universelle Genome zu konstruieren, die in verschiedenen Landpflanzen funktionieren. Parallel dazu entwickeln wir Methoden für den Transfer von Chloroplasten zwischen Arten.
