Botanik
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Forschung

Chloroplasten und Mitochondrien sind Organellen endosymbiotischen Ursprungs und stammen von ehemals unabhängig freilebenden Organismen ab. Im Zuge der Entwicklung  haben sie einen Großteil ihrer Autonomie eingebüßt und wurden in die umgebenden Wirtszelle intergriert. Heutzutage finden in Chloroplasten und Mitochondrien essentielle Zellfunktionen statt, daher wird die Biogenese und Funktion der Organellen eng mit dem Entwicklungszustand und den Bedürfnissen der Gesamtzelle koordiniert. In diesem Zusammenhang untersuchen wir zentrale zellbiologische Aspekte der Organellenbiogenese und der Einbindung endosymbiotischer Organellen in das Calcium-Signalnetzwerk. 

Unsere Forschung wird z.Z. gefördert im Rahmen von:

DFG VO 656/5-1 (Beginn Juli 2013)
ITN 'CALIPSO' (Beginn Oktober 2013)
DAAD
ERASMUS

1) Calcium-Regulation in pflanzlichen Organellen
Calcium ist ein wichtiger sekundärer Botenstoff eukaryotischer Zellen und viele biotische und abiotische Reize werden über Calciumsignale in eine adäquate Zellantwort umgesetzt. Meine Arbeit beschäftigt sich insbesondere mit der Integration pflanzlicher Organellen in das Calcium-Signalnetzwerk. Dazu untersuchen wir in systemischen Ansätzen die Calcium-Signalosome verschiedener Organellen mit einem Focus auf Calmodulin-vermittelte Calciumregulation und calcium-abhängige Phosphorylierung. Neben der Analyse molekularer Grundlagen dieser Regulation wollen wir verstehen, welche Umweltsignale über Calcium an organelläre Prozesse weitergegeben werden.

2) Funktionelle und regulatorische Komponenten der Chloroplastenbiogenese
Ein weiterer Schwerpunkt meiner Arbeiten liegt in der Untersuchung funktioneller und regulatorischer Komponenten der Chloroplastenbiogenese, insbesondere des strukturellen Aufbaus der Thylakoidmembran. In diesem Zusammenhang untersuchen wir die Funktion von Vipp1, einem Protein prokaryotischen Ursprungs, welches für die Thylakoidbiogenese in Cyanobakterien und Chloroplasten essentiell ist. Vipp1 scheint auch für die Integrität der Chloroplastenhüllmembran notwendig zu sein. Es stammt vom bakteriellen Phagenschockprotein PspA ab und wesentliche Grundlagen der Struktur- und Funktion beider Proteine sind phylogenetisch konserviert. Focus unserer Untersuchungen ist daher die Rolle von Vipp1 im Chloroplasten, sowie seine evolutionäre Anpassung in Struktur und Funktion im Vergleich zu PspA.
Neben Vipp1 untersuchen wir einige Proteine, die eine eher grundsätzliche Bedeutung für die Biogenese des Chloroplasten besitzen. Dazu gehören eine OBG-ähnlichen GTPase, deren Verlust die Embryonalentwicklung von Arabidopsis im globulären Stadium arretiert, sowie mehrere AAA+-ATPasen, die durch ihre Calmodulin-Bindung wiederum eine interessante Verknüpfung zum Calcium-Signalnetzwerks der Zelle darstellen.