Beiträge zu den Jahrbüchern

2019

  • Netzwerke der pflanzlichen Stresskontrolle

    2019 Balazadeh, Salma
    Die Aufklärung der zellulären Mechanismen, die die Stresstoleranz von Pflanzen kontrollieren, ist von erheblichem Interesse für die Züchtung neuer Kulturpflanzen, gerade unter den Bedingungen des Klimawandels. Mittels moderner Methoden der Genomforschung haben wir mehrere regulatorische Netzwerke identifiziert, die die pflanzliche Stresstoleranz sowohl in Modellpflanzen als auch ausgewählten Kulturpflanzen kontrollieren. In den kommenden Jahren wollen wir unsere Forschung verstärkt auf bisher wenig untersuchte Kulturpflanzen, beispielsweise Quinoa, ausweiten.
  • Warum manche Nachkommen ihren Eltern unterlegen sind

    2019 Laitinen, Roosa

    Wechselwirkungen zwischen den Genomen von Elternpflanzen können bei ihren Nachkommen zu schlechteren Leistungen und reduzierter Anpassungsfähigkeit an die Umwelt (Fitness) führen. Mittels moderner Methoden der Genomforschung konnten wir bei Arabidopsis thaliana zeigen, dass an dieser Hybridinkompatibilität nicht nur Gene beteiligt sind, die für die Anpassungsfähigkeit wichtig sind, sondern auch solche, die grundlegende Prozesse mitbestimmen. Wie diese Gene funktionieren und welche Rolle sie bei der Standortanpassung und für die Evolution spielen, werden wir genauer untersuchen.

2018

  • Einsichten in den Mechanismus der Kalkbildung bei Coccolithophoriden versprechen neue Ansätze für die Entwicklung neuer Materialien und genauere Klimamodelle

    2018 Scheffel, André

    Die Coccolithophoride sind eine Gruppe mariner einzelliger Algen mit einem Schuppenpanzer aus Kalk. Aufgrund des Beitrags der Kalkbildung zum globalen Kohlenstoffkreislauf besitzen sie eine große ökologische Bedeutung und beeinflussen unser Klima. Die nur Mikrometer großen Schuppen sind architektonische Meisterwerke. Derart komplexe Mikrostrukturen lassen sich bislang gar nicht oder nur mit aufwendigen Verfahren herstellen. Der Mechanismus der Schuppenbildung besitzt das Potential, die Synthese von Materialien für die Nanotechnologie zu revolutionieren und Klimavorhersagen zu verbessern.

  • Netzwerke der pflanzlichen Stresskontrolle

    2018 Balazadeh, Salma
    Die Aufklärung der zellulären Mechanismen, die die Stresstoleranz von Pflanzen kontrollieren, ist von erheblichem Interesse für die Züchtung neuer Kulturpflanzen, gerade unter den Bedingungen des Klimawandels. Mittels moderner Methoden der Genomforschung haben wir mehrere regulatorische Netzwerke identifiziert, die die pflanzliche Stresstoleranz sowohl in Modellpflanzen als auch ausgewählten Kulturpflanzen kontrollieren. In den kommenden Jahren wollen wir unsere Forschung verstärkt auf bisher wenig untersuchte Kulturpflanzen, beispielsweise Quinoa, ausweiten.

2017

  • Mobile RNA - senden Pflanzenzellen eine doppelte Botschaft?

    2017 Kragler, Friedrich
    Protein-kodierende RNA Moleküle werden zwischen pflanzlichen Geweben ausgetauscht. Diese mobilen RNA Signale sind evolutionär hochkonserviert, wir finden also die gleichen Signale in unterschiedlichen Pflanzenfamilien. Nach dem Transport ins Zielgewebe werden die Signale in Proteine übersetzt. Die überraschend hohe Anzahl von mobilen RNAs, sie werden von rund 20% der Gene produziert, stellen infrage, inwieweit Zellen autonom agieren und wie wir in der Pflanzenbiologie Signale definieren.
  • Einsichten in den Mechanismus der Kalkbildung bei Coccolithophoriden versprechen neue Ansätze für die Entwicklung neuer Materialien und genauere Klimamodelle

    2017 Scheffel, André

    Die Coccolithophoride sind eine Gruppe mariner einzelliger Algen mit einem Schuppenpanzer aus Kalk. Aufgrund des Beitrags der Kalkbildung zum globalen Kohlenstoffkreislauf besitzen sie eine große ökologische Bedeutung und beeinflussen unser Klima. Die nur Mikrometer großen Schuppen sind architektonische Meisterwerke. Derart komplexe Mikrostrukturen lassen sich bislang gar nicht oder nur mit aufwendigen Verfahren herstellen. Der Mechanismus der Schuppenbildung besitzt das Potential, die Synthese von Materialien für die Nanotechnologie zu revolutionieren und Klimavorhersagen zu verbessern.

2016

  • Lebensdauer von Photosynthesekomplexen in höheren Pflanzen

    2016 Schöttler, Mark A.
    Im lichtabhängigen Prozess der Photosynthese werden NADPH und ATP für den Calvin-Zyklus zur Fixierung und Reduktion des aufgenommenen Kohlenstoffdioxids bereitgestellt. Dabei muss die Produktion von ATP und NADPH an den jeweiligen Verbrauch im Calvin-Zyklus angepasst sein, ansonsten werden vermehrt reaktive Sauerstoffspezies gebildet, die den Photosynthese-Apparat zerstören. Reguliert wird die Kapazität des Elektronentransports durch den Gehalt an Cytochrom b6f Komplex. Die Arbeitsgruppe hat untersucht, welchen Beitrag Biogenese und Degradation des b6f Komplexes an der Anpassung haben.
  • Mobile RNA - senden Pflanzenzellen eine doppelte Botschaft?

    2016 Kragler, Friedrich
    Protein-kodierende RNA Moleküle werden zwischen pflanzlichen Geweben ausgetauscht. Diese mobilen RNA Signale sind evolutionär hochkonserviert, wir finden also die gleichen Signale in unterschiedlichen Pflanzenfamilien. Nach dem Transport ins Zielgewebe werden die Signale in Proteine übersetzt. Die überraschend hohe Anzahl von mobilen RNAs, sie werden von rund 20% der Gene produziert, stellen infrage, inwieweit Zellen autonom agieren und wie wir in der Pflanzenbiologie Signale definieren.

2015

  • Modellierung und Vorhersagen durch Integration genomischer und metabolomischer Hochdurchsatzdaten

    2015 Kleeßen, Sabrina; Robaina-Estevez, Semidan; Nikoloski, Zoran

    Unter Einbeziehung umfassender genetischer Kenntnisse und biochemischem Wissen werden oftmals wesentliche Parameter eines Problems durch mathematische Formeln beschrieben, mit deren Hilfe wiederum Modelle erzeugt werden können. Nach Überprüfung ihrer Relevanz können die Modelle dazu genutzt werden, Voraussagen zu treffen. Dank der Gewinnung von Daten aus Hochdurchsatztechnologien und Inhaltsstoffbestimmungen können so neuartige Methoden entwickelt werden, die eine Charakterisierung der Aktivitätsmuster von Stoffwechselwegen ermöglichen, um beispielsweise das Zellwachstum besser zu verstehen.

  • Lebensdauer von Photosynthesekomplexen in höheren Pflanzen

    2015 Schöttler, Mark A.
    Im lichtabhängigen Prozess der Photosynthese werden NADPH und ATP für den Calvin-Zyklus zur Fixierung und Reduktion des aufgenommenen Kohlenstoffdioxids bereitgestellt. Dabei muss die Produktion von ATP und NADPH an den jeweiligen Verbrauch im Calvin-Zyklus angepasst sein, ansonsten werden vermehrt reaktive Sauerstoffspezies gebildet, die den Photosynthese-Apparat zerstören. Reguliert wird die Kapazität des Elektronentransports durch den Gehalt an Cytochrom b6f Komplex. Die Arbeitsgruppe hat untersucht, welchen Beitrag Biogenese und Degradation des b6f Komplexes an der Anpassung haben.

2014

  • Kleine Unterschiede ganz groß – Das Wissen über Sequenzvariabilität erlaubt neue Ansätze in der Pflanzenforschung

    2014 Korkuć, Paula; Childs, Liam; Walther, Dirk

    Die Etablierung neuer Sequenziertechnologien führte zu einer massiven Zunahme der verfügbaren genomischen Sequenzinformation. Die Genomsequenzen hunderter verschiedener Ökotypen der Modellpflanze Arabidopsis thaliana können mit bioinformatischen Methoden gezielt untersucht werden, um merkmalsrelevante Gene  oder neue regulative Abschnitte zu identifizieren.  

  • Modellierung und Vorhersagen durch Integration genomischer und metabolomischer Hochdurchsatzdaten

    2014 Kleeßen, Sabrina; Robaina-Estevez, Semidan; Nikoloski, Zoran

    Unter Einbeziehung umfassender genetischer Kenntnisse und biochemischem Wissen werden oftmals wesentliche Parameter eines Problems durch mathematische Formeln beschrieben, mit deren Hilfe wiederum Modelle erzeugt werden können. Nach Überprüfung ihrer Relevanz können die Modelle dazu genutzt werden, Voraussagen zu treffen. Dank der Gewinnung von Daten aus Hochdurchsatztechnologien und Inhaltsstoffbestimmungen können so neuartige Methoden entwickelt werden, die eine Charakterisierung der Aktivitätsmuster von Stoffwechselwegen ermöglichen, um beispielsweise das Zellwachstum besser zu verstehen.

2013

  • "Wilde" Verwandte können Kulturpflanzen verbessern

    2013 Fernie, Alisdair R.

    Wildarten können verwendet werden, um die genetische Vielfalt von Kulturpflanzen zu erhöhen und ihren Wert für die landwirtschaftliche Produktion zu verbessern. Dafür ist ein umfassendes Verständnis der Stoffwechselwege und der Wechselwirkungen zwischen Genen, Erscheinungsbild (Phänotyp) und Umwelt notwendig. Das Metabolitenprofiling ist eine sich rasch verbreitende Technologie zur chemischen Phänotypisierung und diagnostischen Analyse von Pflanzen. Sie stellt einen leistungsstarken Ansatz dar, um die für die Stoffzusammensetzung ausschlaggebenden genetischen Faktoren zu bestimmen.

  • Kleine Unterschiede ganz groß – Das Wissen über Sequenzvariabilität erlaubt neue Ansätze in der Pflanzenforschung

    2013 Korkuć, Paula; Childs, Liam; Walther, Dirk

    Die Etablierung neuer Sequenziertechnologien führte zu einer massiven Zunahme der verfügbaren genomischen Sequenzinformation. Die Genomsequenzen hunderter verschiedener Ökotypen der Modellpflanze Arabidopsis thaliana können mit bioinformatischen Methoden gezielt untersucht werden, um merkmalsrelevante Gene  oder neue regulative Abschnitte zu identifizieren.  

2012

  • Sauerstoff in Pflanzen – wie ein Lebenselixier gleichzeitig Stressfaktor und Signalstoff sein kann

    2012 Joost T van Dongen
    Pflanzen produzieren nicht nur Sauerstoff über die Photosynthese, sondern sie benötigen ihn auch bei der Zellatmung zur Energieversorgung.  Anders als Tiere und Menschen verfügen Pflanzen nicht über einen Blutkreislauf, der den Sauerstoff an die Orte des Bedarfs transportiert, sondern der Sauerstoff wird durch Diffusion verteilt. Deshalb kann es in Pflanzen  lokal zu Sauerstoffmangel (Hypoxie) kommen. Seit langem wird darüber geforscht, wie Pflanzen den Sauerstoffgehalt in den Zellen messen und ihren Stoffwechsel an Hypoxie anpassen; nun gibt es neue Erkenntnisse zum Mechanismus.
  • "Wilde" Verwandte können Kulturpflanzen verbessern

    2012 Fernie, Alisdair R.

    Wildarten können verwendet werden, um die genetische Vielfalt von Kulturpflanzen zu erhöhen und ihren Wert für die landwirtschaftliche Produktion zu verbessern. Dafür ist ein umfassendes Verständnis der Stoffwechselwege und der Wechselwirkungen zwischen Genen, Erscheinungsbild (Phänotyp) und Umwelt notwendig. Das Metabolitenprofiling ist eine sich rasch verbreitende Technologie zur chemischen Phänotypisierung und diagnostischen Analyse von Pflanzen. Sie stellt einen leistungsstarken Ansatz dar, um die für die Stoffzusammensetzung ausschlaggebenden genetischen Faktoren zu bestimmen.

2011

  • Zwei Skelette treffen sich: die pflanzliche Zellwand und das Zytoskelett

    2011 Persson, Staffan; Sampathkumar, Arun; Bringmann, Martin
    Nahezu alle Pflanzenzellen sind von einer Zellwand umgeben, die die Pflanze gegen schädliche Umwelteinflüsse schützt und ihr Festigkeit verleiht. Zellulose ist eine Schlüsselkomponente der Zellwand und findet als wichtiger Rohstoff z. B. in der Textil- und Papierindustrie Verwendung. Zellulose wird an der Zelloberfläche von bestimmten Enzymkomplexen gebildet. Diese bewegen sich dabei auf Bahnen, die von Mikrotubuli vorgegeben sind. Studien führten zur Entdeckung eines weiteren Bausteins, der die Verbindung zwischen den Zellulosesynthese-Komplexen und den Mikrotubuli darstellen könnte.
  • Sauerstoff in Pflanzen – wie ein Lebenselixier gleichzeitig Stressfaktor und Signalstoff sein kann

    2011 Joost T van Dongen
    Pflanzen produzieren nicht nur Sauerstoff über die Photosynthese, sondern sie benötigen ihn auch bei der Zellatmung zur Energieversorgung.  Anders als Tiere und Menschen verfügen Pflanzen nicht über einen Blutkreislauf, der den Sauerstoff an die Orte des Bedarfs transportiert, sondern der Sauerstoff wird durch Diffusion verteilt. Deshalb kann es in Pflanzen  lokal zu Sauerstoffmangel (Hypoxie) kommen. Seit langem wird darüber geforscht, wie Pflanzen den Sauerstoffgehalt in den Zellen messen und ihren Stoffwechsel an Hypoxie anpassen; nun gibt es neue Erkenntnisse zum Mechanismus.

2010

  • Lipid Rafts – Spezielle Bereiche der Plasmamembran

    2010 Schulze, Waltraud; Kierszniowska, Sylwia
    Lipid Rafts sind Bereiche der pflanzlichen Plasmamembran, die sich durch eine veränderte Lipid- und Protein-Zusammensetzung von der restlichen Membran unterscheiden. Sie spielen eine besondere Rolle bei der Signalweitergabe sowie bei regulatorischen Prozessen. Mithilfe quantitativer Proteinmassenspektrometrie konnten erstmalig konstante und variable Proteinbestandteile dieser Membranmikrodomänen bestimmt werden und darüber hinaus Veränderungen in ihrer Zusammensetzung in Abhängigkeit der Nährstoffversorgung untersucht werden.
  • Zwei Skelette treffen sich: die pflanzliche Zellwand und das Zytoskelett

    2010 Persson, Staffan; Sampathkumar, Arun; Bringmann, Martin
    Nahezu alle Pflanzenzellen sind von einer Zellwand umgeben, die die Pflanze gegen schädliche Umwelteinflüsse schützt und ihr Festigkeit verleiht. Zellulose ist eine Schlüsselkomponente der Zellwand und findet als wichtiger Rohstoff z. B. in der Textil- und Papierindustrie Verwendung. Zellulose wird an der Zelloberfläche von bestimmten Enzymkomplexen gebildet. Diese bewegen sich dabei auf Bahnen, die von Mikrotubuli vorgegeben sind. Studien führten zur Entdeckung eines weiteren Bausteins, der die Verbindung zwischen den Zellulosesynthese-Komplexen und den Mikrotubuli darstellen könnte.

2009

  • Regulation des pflanzlichen Phosphat-Haushalts

    2009 Scheible, Wolf-Rüdiger
    Phosphat ist ein essentieller Nährstoff für Pflanzen. Es wird über die Wurzeln aufgenommen und über die Leitungsbahnen in die übrigen Pflanzenteile transportiert. Bei der internen Phosphatverteilung haben wachsende und reproduktive Organe Vorrang vor anderen Pflanzenteilen. Bei auftretendem Phosphatmangel werden diese für das Überleben notwendigen Organe vorrangig mit Phosphat versorgt auf Kosten zum Beispiel der älteren Blätter. Wie bei Phosphatmangel eine sinnvolle Verteilung des nur spärlich vorhandenen Nährstoffs reguliert wird und so die Phosphat-Homöostase aufrechterhalten wird, konnte nun geklärt werden.
  • Lipid Rafts – Spezielle Bereiche der Plasmamembran

    2009 Schulze, Waltraud; Kierszniowska, Sylwia
    Lipid Rafts sind Bereiche der pflanzlichen Plasmamembran, die sich durch eine veränderte Lipid- und Protein-Zusammensetzung von der restlichen Membran unterscheiden. Sie spielen eine besondere Rolle bei der Signalweitergabe sowie bei regulatorischen Prozessen. Mithilfe quantitativer Proteinmassenspektrometrie konnten erstmalig konstante und variable Proteinbestandteile dieser Membranmikrodomänen bestimmt werden und darüber hinaus Veränderungen in ihrer Zusammensetzung in Abhängigkeit der Nährstoffversorgung untersucht werden.

2008

  • Wer nicht weglaufen kann, muss sich anpassen – Frosttoleranz bei Pflanzen

    2008 Hincha, Dirk
    Frost ist einer der wichtigsten Stressfaktoren für Pflanzen, der die Produktivität in der Landwirtschaft erheblich einschränkt. Pflanzen der gemäßigten Klimazonen können sich an niedrige Wachstumstemperaturen anpassen und dabei ihre Frosttoleranz erhöhen. Die Analyse verschiedener Populationen der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand) aus unterschiedlichen Klimaten zeigt die Komplexität dieser Anpassungen auf physiologischer und molekularer Ebene.
  • Regulation des pflanzlichen Phosphat-Haushalts

    2008 Scheible, Wolf-Rüdiger
    Phosphat ist ein essentieller Nährstoff für Pflanzen. Es wird über die Wurzeln aufgenommen und über die Leitungsbahnen in die übrigen Pflanzenteile transportiert. Bei der internen Phosphatverteilung haben wachsende und reproduktive Organe Vorrang vor anderen Pflanzenteilen. Bei auftretendem Phosphatmangel werden diese für das Überleben notwendigen Organe vorrangig mit Phosphat versorgt auf Kosten zum Beispiel der älteren Blätter. Wie bei Phosphatmangel eine sinnvolle Verteilung des nur spärlich vorhandenen Nährstoffs reguliert wird und so die Phosphat-Homöostase aufrechterhalten wird, konnte nun geklärt werden.

2007

  • Rekonstruktion der Genom-Evolution im Labor

    2007 Bock, Ralph
    Tierische und pflanzliche Zellen besitzen nicht nur einen Zellkern, in dem das Erbgut lokalisiert ist, sondern darüber hinaus auch Zellorganellen, die gleichfalls Gene enthalten. Im Verlauf der Evolution wanderten zahlreiche Gene aus diesen Organellen in den Kern ein und mussten sich an ihre neue Umgebung anpassen, um funktionsfähig zu werden. Durch neue Techniken und Selektionsverfahren ist es gelungen, diese Prozesse bei Pflanzen im Labor nachzuvollziehen und experimentell zu untersuchen.
  • Wer nicht weglaufen kann, muss sich anpassen – Frosttoleranz bei Pflanzen

    2007 Hincha, Dirk
    Frost ist einer der wichtigsten Stressfaktoren für Pflanzen, der die Produktivität in der Landwirtschaft erheblich einschränkt. Pflanzen der gemäßigten Klimazonen können sich an niedrige Wachstumstemperaturen anpassen und dabei ihre Frosttoleranz erhöhen. Die Analyse verschiedener Populationen der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand) aus unterschiedlichen Klimaten zeigt die Komplexität dieser Anpassungen auf physiologischer und molekularer Ebene.

2006

  • Gene-Silencing in transgenen Pflanzen

    2006 Schmidt, Renate; Arlt, Matthias
    In transgenen Pflanzen wird oft die Inaktivierung (Silencing) eingeführter Gene beobachtet. Molekulargenetische Untersuchungen konnten zeigen, dass Transgene (eingeführte Gene) vor allem dann stillgelegt werden, wenn die Höhe ihrer Expression (Ausprägung) über einen genspezifischen Schwellenwert hinausgeht.
  • Rekonstruktion der Genom-Evolution im Labor

    2006 Bock, Ralph
    Tierische und pflanzliche Zellen besitzen nicht nur einen Zellkern, in dem das Erbgut lokalisiert ist, sondern darüber hinaus auch Zellorganellen, die gleichfalls Gene enthalten. Im Verlauf der Evolution wanderten zahlreiche Gene aus diesen Organellen in den Kern ein und mussten sich an ihre neue Umgebung anpassen, um funktionsfähig zu werden. Durch neue Techniken und Selektionsverfahren ist es gelungen, diese Prozesse bei Pflanzen im Labor nachzuvollziehen und experimentell zu untersuchen.

2005

  • Lipide und Vitamine in Chloroplasten höherer Pflanzen: Essentiell für Photosynthese und menschliche Ernährung

    2005 Dörmann, Peter
    Die Photosynthese höherer Pflanzen stellt die Grundlage allen Lebens auf der Erde dar. Die Chlorophyll-Protein-Komplexe der Photosynthese sind in die Thylakoid-Membranen der Chloroplasten eingebettet. Neben den Membranlipiden synthetisieren Chloroplasten eine Anzahl von Isoprenoidlipiden, die für die menschliche Ernährung essentiell sind, insbesondere Tocopherol (Vitamin E), Phyllochinon (Vitamin K) und β-Carotin (Provitamin A). Galactolipide stellen den größten Teil der Membranlipide in Chloroplasten dar. Untersuchungen von Arabidopsis-Mutanten ergaben, dass Galactolipide für das Pflanzenwachstum und die Photosynthese essentiell sind. Weiterhin sind Galactolipide bei Phosphatmangel für das Wachstum notwendig, weil sie Phospholipide in den Membranen ersetzen, um Phosphat für andere zelluläre Prozesse bereitzustellen. Tocopherol (Vitamin E) ist ein wichtiges Antioxidationsmittel und findet als Nahrungsergänzungsstoff in der menschlichen Ernährung breite Anwendung. Bei Arabidopsis-Mutanten mit einem Defekt in der Vitamin-E-Biosynthese sind Wachstum und Photosynthese erstaunlicherweise kaum betroffen. Offensichtlich kann Vitamin E in der Pflanze durch andere Antioxidationsmittel ersetzt werden. Mithilfe biotechnologischer Methoden sollte es in Zukunft möglich sein, den Bedarf an natürlichem Vitamin E aus transgenen Nutzpflanzen zu decken.
  • Gene-Silencing in transgenen Pflanzen

    2005 Schmidt, Renate; Arlt, Matthias
    In transgenen Pflanzen wird oft die Inaktivierung (Silencing) eingeführter Gene beobachtet. Molekulargenetische Untersuchungen konnten zeigen, dass Transgene (eingeführte Gene) vor allem dann stillgelegt werden, wenn die Höhe ihrer Expression (Ausprägung) über einen genspezifischen Schwellenwert hinausgeht.

2004

  • Bioinformatische Verfahren zur kombinierten Analyse von Transkriptom-, Metabolom- und Proteomdaten

    2004 Selbig, Joachim
    Moderne experimentelle Methoden ermöglichen es, große Mengen von Daten über molekulare Bestandteile von Zellen und ihre Aktivitäten zu erzeugen. Die Analyse und Interpretation dieser Daten erfordert bioinformatische Verfahren, mit denen Muster und Zusammenhänge entdeckt und in Beziehung zu bekanntem Wissen über metabolische und regulatorische Netzwerke gebracht werden können. Die Verfügbarkeit von Informationen über die Gesamtheiten des genetischen Materials (Genom), der transkribierten Gene (Transkriptom), der translatierten Proteine (Proteom) und der beteiligten Metabolite (Metabolom) verspricht einerseits neue Möglichkeiten des Verständnisses der Reaktion von Organismen auf Umweltveränderungen, andererseits sind damit aber auch neue Anforderungen an die Datenverarbeitung verknüpft.
  • Lipide und Vitamine in Chloroplasten höherer Pflanzen: Essentiell für Photosynthese und menschliche Ernährung

    2004 Dörmann, Peter
    Die Photosynthese höherer Pflanzen stellt die Grundlage allen Lebens auf der Erde dar. Die Chlorophyll-Protein-Komplexe der Photosynthese sind in die Thylakoid-Membranen der Chloroplasten eingebettet. Neben den Membranlipiden synthetisieren Chloroplasten eine Anzahl von Isoprenoidlipiden, die für die menschliche Ernährung essentiell sind, insbesondere Tocopherol (Vitamin E), Phyllochinon (Vitamin K) und β-Carotin (Provitamin A). Galactolipide stellen den größten Teil der Membranlipide in Chloroplasten dar. Untersuchungen von Arabidopsis-Mutanten ergaben, dass Galactolipide für das Pflanzenwachstum und die Photosynthese essentiell sind. Weiterhin sind Galactolipide bei Phosphatmangel für das Wachstum notwendig, weil sie Phospholipide in den Membranen ersetzen, um Phosphat für andere zelluläre Prozesse bereitzustellen. Tocopherol (Vitamin E) ist ein wichtiges Antioxidationsmittel und findet als Nahrungsergänzungsstoff in der menschlichen Ernährung breite Anwendung. Bei Arabidopsis-Mutanten mit einem Defekt in der Vitamin-E-Biosynthese sind Wachstum und Photosynthese erstaunlicherweise kaum betroffen. Offensichtlich kann Vitamin E in der Pflanze durch andere Antioxidationsmittel ersetzt werden. Mithilfe biotechnologischer Methoden sollte es in Zukunft möglich sein, den Bedarf an natürlichem Vitamin E aus transgenen Nutzpflanzen zu decken.

2003

  • Bioinformatische Verfahren zur kombinierten Analyse von Transkriptom-, Metabolom- und Proteomdaten

    2003 Selbig, Joachim
    Moderne experimentelle Methoden ermöglichen es, große Mengen von Daten über molekulare Bestandteile von Zellen und ihre Aktivitäten zu erzeugen. Die Analyse und Interpretation dieser Daten erfordert bioinformatische Verfahren, mit denen Muster und Zusammenhänge entdeckt und in Beziehung zu bekanntem Wissen über metabolische und regulatorische Netzwerke gebracht werden können. Die Verfügbarkeit von Informationen über die Gesamtheiten des genetischen Materials (Genom), der transkribierten Gene (Transkriptom), der translatierten Proteine (Proteom) und der beteiligten Metabolite (Metabolom) verspricht einerseits neue Möglichkeiten des Verständnisses der Reaktion von Organismen auf Umweltveränderungen, andererseits sind damit aber auch neue Anforderungen an die Datenverarbeitung verknüpft.
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