Arbeitsgruppe PD Dr. Susanne Berger
PD Dr. Susanne Berger
Lehrstuhl Pharmazeutische Biologie
Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften
Julius-von-Sachs-Platz 2
97082 Würzburg
Tel.: + 49 931 31-86170
Fax: + 49 931 31-86182
berger@biozentrum.uni-wuerzburg.de
Schwerpunkte der Arbeitsgruppe
Oxylipine leiten sich von Fettsäuren ab und regulieren als Signale Wachstums- und Entwicklungsprozesse sowie Reaktionen auf Stress. Besonders intensiv in Pflanzen erforscht ist dabei die Rolle von Jasmonsäure und ihren Derivaten während bei der Bedeutung und den Wirkmechanismen von anderen Oxylipinen noch viele Fragen offen sind. In funktionellen Ansätzen mittels Mutanten mit Defekten in der Bildung oder Erkennung dieser Signale untersuchen wir die genaue Bedeutung der verschiedenen Oxylipine. Ein Schwerpunkt ist dabei die Reaktion auf biotische und abiotische Stressfaktoren. Weiterhin analysieren wir die biologischen Aktivitäten von Oxylipinen auf der Ebene der Transkripte und der Metabolite sowie ihre Wirkungen auf Wachstum und Photosynthese. Ein weiterer Schwerpunkt unserer Forschung ist die Aufklärung der Wirkmechanismen und der Signalweiterleitung von der Erkennung bis zur Regulation der Genexpression. Als Modellpflanze wird die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) verwendet.
RES-Oxylipin Signaltransduktion
Für Jasmonsäure und ihre Derivate sind Mechanismen der Erkennung und Signalweiterleitung beschrieben worden, wenig ist aber darüber bekannt wie die Wirkungen von reaktiven elektrophilen Oxylipinen wie 12-oxo-Phytodiensäure vermittelt werden. Um Komponenten dieser Signalwege zu identifizieren wurden Mutanten isoliert, die eine veränderte Reaktion auf Oxylipine wie Prostaglandine zeigen und damit vermutlich einen Defekt in einer Komponente der Signaltransduktionskette aufweisen. Für den Mutanten“screen“ wurden Reporter-Pflanzen verwendet, die das Luziferasegen unter der Kontrolle eines Oxylipin-responsiven Promotors exprimieren. Um die Relevanz der Oxylipine bei der Stresstoleranz zu verstehen, wird die Expression verschiedener Oxylipin-responsiver Gene und die Reaktion auf biotische und abiotische Stressfaktoren in den isolierten Mutanten getestet. Die Identifizierung des durch die Mutation betroffenen Gens soll zur Entschlüsselung neuer Signaltransduktionsfaktoren führen.
Organspezifische Bildung von Oxylipinen und ihre Regulation
Während die Akkumulation und Bedeutung von Jasmonaten in Blättern gut erforscht ist, ist wenig über die Bildung und Funktion von Oxylipinen in Wurzeln bekannt. Wir konnten zeigen, dass Lipoxygenase 6 –Lipoxygenasen katalysieren den ersten Oxygenierungsschritt in der Oxylipinsynthese- für die Synthese von Jasmonaten basal und nach Stresseinwirkung hauptverantwortlich ist. Mutanten mit einem Defekt in diesem Protein sind empfindlicher gegenüber Trockenheit und werden bevorzugt von Asseln gefressen. In dem laufenden Projekt wird mittels „targeted“ und „non-targeted Lipidomics“ in überexprimierenden Linien und in lox6 Mutanten untersucht, welche Oxylipine durch die Lipoxygenase 6 gebildet werden. Weiterhin interessiert uns die zelluläre Lokalisation der Lipoxygenase 6.
Lipidoxidation während der Samenalterung
Während der Lagerung von Samen sinkt deren Keimfähigkeit, abhängig von den Lagerbedingungen und der Pflanzenart. Die Samenalterung ist verbunden mit der Oxidation von Lipiden, Proteinen und anderen Molekülen. Die Oxidation kann enzymatisch katalysiert werden oder nicht-enzymatisch durch reaktive Sauerstoffspezies, deren Spiegel während der Samenalterung ansteigen. Es werden insbesondere mehrfach ungesättigte Fettsäuren oxidiert, die frei vorliegen können aber überwiegend in Speicherlipiden oder Membranlipiden verestert sind. Wir untersuchen die Mechanismen der Lipidoxidation in Samen von Tomate und Ackerschmalwand und deren Relevanz für die Keimfähigkeit. Ein Schwerpunkt dabei ist die Rolle von Lipoxygenasen.
