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Erforschung von Gerstenmutanten für die molekulare Zerlegung von Chlorophyllbiosyntheseenzymen und Chloroplastenentwicklung
Projekt
Förderkennzeichen: DFG-411988294
Laufzeit: 01.01.2018
- 31.12.2020
Forschungszweck: Grundlagenforschung
Gerstenchlorophyll-Mutanten wurden als Werkzeug in Mutantenstudien verwendet, da ihr Phänotyp bereits im Keimlingszustand offensichtlich ist; Mutanten, die Chlorophyll nicht bilden konnten, wurden leicht als gelbe oder weiße Pflanzen entdeckt, was auf eine erfolgreiche mutagene Behandlung hinwies. Die Mutationen sind tödlich, da die Pflanzen ohne Chlorophyll nicht überleben können, aber aufgrund der energiereichen Gerstenkörner können die Chlorophylllosen Mutanten zu einem Sämling von 10 cm wachsen, was Analysen der Pflanzen ermöglicht, die nicht mit Arabidopsis-Mutanten durchgeführt werden können. Das langfristige Ziel dieser Studie ist es, die Gene zu entschlüsseln und das Verständnis der entsprechenden Enzyme und Proteine, die an der Chlorophyll-Biosynthese beteiligt sind und die Chloroplastenentwicklung beeinflussen, zu vertiefen. Im Hansson Labor befinden sich verschiedene Teilprojekte in verschiedenen Stadien entlang einer Gen-Identifizierung-Protein-Charakterisierung Skala und an verschiedenen Projekten in verschiedenen Stadien erfolgt eine Teilnahme. Eine Gen-Identifizierung wird durchgeführt, um die völlig unbekannten Gene Xantha-a und Xantha-m auf der DNA-Ebene unter Verwendung von Xantha-a- und Xantha-m-Mutanten zu identifizieren, die durch Genotypisierung mittels Sequenzierung analysiert werden. Kandidatengene, die in der identifizierten Region lokalisiert sind, werden von den 15 bzw. 5 verfügbaren allelischen Mutanten sequenziert. Ein Gen mit Mutationen in den Mutantenlinien legt nahe, dass das korrekte Gen identifiziert wurde. Das Gen wird kloniert und in Expressionssystemen von Escherichia coli verwendet, um Xantha-a- und Xantha-m-Proteine für biochemische Tests und weitere Charakterisierung zu produzieren. Gerstengene von Mg-Chelatase und Cyclase wurden zuvor von Mitarbeitern des Hansson Labors identifiziert und Expressionssysteme wurden entwickelt. Daher sind die Studien dieser Enzyme mehr darauf ausgerichtet, ihre Mechanismen zu verstehen. Da das Design der Proteine einen Großteil ihrer Funktionen offenbart, konzentrierte sich das Hansson Labor auf 3D-Strukturuntersuchungen unter Verwendung von Röntgenkristallographie und Kryo-Elektronenmikroskopie.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenernährung
- Biotechnologie