Biochemie · Resistenz-Proteine AvrPto/Pto •!Wie unterscheiden sich verschiedene Genotypen in...

Biochemie Arbeitsgruppen

AG Frederik Börnke

AG Jörg Hofmann

AG Christian Koch

AG Uwe Sonnewald

AG Sophia Sonnewald

AG Lars Voll

http://www.biologie.uni-erlangen.de/bc/bchome.html

Biochemie Forschungsprogramme

Zellzyklus und Transkriptionsregulation in der Bäckerhefe

Biochemie der Pfanzen-Mikroben Wechselwirkung

Source-Sink Wechselwirkungen bei Pflanzen

Regulation des Primärstoffwechsels

„Molecular Farming“

„Allergens“

Biochemie Technologien

Molekularbiologie (PCR, Microarray, Promotoren)

Proteomanalysen (Hefe-Zwei-Hybrid, TAP-Tag)

Zell- und Gewebekultur (Pflanzentransformation)

Metabolitanalytik (HPLC, LC-MS/MS)

Bioimaging

Targeted

Metabolit profiling

Transcript profiling

Enzyme activity

assays

Physiological

profiling

General approaches

Environment

Development

Imaging PAM

Liquid handling

LC-MS/MS

Microarray

Developmental and environmental regulation of plant

primary metabolism

Biochemie Mastermodule

Modul I: Molekulargenetik der Pilz-Pflanze Interaktion

Modul II: Biochemie der Bakterien-Pflanzen Interaktion

Modul III: Pflanzenbiotechnologie

Modul IV: Bioanalytik

Modul I + II: 01.12.08 – 09.01.09

Modul III + IV: 29.06. – 24.07.09

Biochemie Mastermodule

Zwei Wochen praktische Arbeit im Labor

Dreiwöchige Lehrveranstaltung (fünf Stunden pro Woche)

Protokoll

Mündliche Prüfung

Lehrveranstaltung: Gemeinsame Erarbeitung wissenschaftlicher Fragestellungen

-! Vorlesung -! Literaturarbeit

-! Moderierte Diskussion

Mastermodul Biochemie

Modul I:

Molekulargenetik der

Pflanze-Pilz-Interaktion

Das Arabidopsis Pathogen C. higginsianum

genetische Transformation, Zellbiologische Analysen,

Reportergen Expression

Mastermodul Biochemie

Modul II:

Biochemie der

Bakterien-Pilz-Interaktion

Wege der Interaktion zwischen Wirt und Pathogen

Kompatibel Inkompatibel

Virulentes Pathogen

Suszeptibler Wirt

Krankheit

Avirulentes Pathogen

Resistenter Wirt

Resistenz

Wachstumshemmung

Flagellin-vermittelte Reaktionen

Kallose-

Ablagerung

Induktion von PR-

Genexpression

Alkalinisierung des

Apoplasten

H+

K+

Gen-für-Gen Resistenz – Erkennung von Effektoren durch

Resistenz-Proteine

AvrPto/Pto

•!Wie unterscheiden sich

verschiedene Genotypen in ihrer

Pathogenantwort?

•!Welche molekulare Basis haben

diese Unterschiede?

•!Wie läuft die Erkennung ab?

Methoden: Expressionsanalysen, Virus-Induziertes Gene Silencing, Hefe two-hybrid

Insertionsmutagenese in Bakterien

Welche bakteriellen Gene sind für die Infektion der Wirtspflanze wichtig?

„Abschalten“ einzelner Genfunktionen und anschließende funktionelle

Tests der Bakterienmutanten

Zielgen

Mastermodul Biochemie

Modul III:

Pflanzenbiotechnologie

LEOPOLDINA (2000)

Globale Nahrungsmittelangebot und -

nachfrage

Themen

-! Molekulares Framing

-! Hypoallergene Lebensmittel

Model systems

•! HPV16 L1

DKFZ Heidelberg

Martin Müller

Nadja Thönes

•! SIVmac Gag, Env

FAU Erlangen (Virologie)

Bernhard Fleckenstein

Stefan Pöhlmann

Andrea Marzi

Nahrungsmittelallergene

= ~1 Million Eiweisse

= ~10 Allergene

= 1: 100’000

200’000 ~ Weizen

50’000 ~ Sesam

Butter (Kuh)

50’000 ~ Hickory

100’000 ~ Speck

50’000 ~ Salat

Senf ~ 50’000

Pfeffer ~ 50’000

Estragon ~ 50’000

100’000 ~ Kuh

Zwiebel ~ 50’000

Tomate ~ 100’000

Gurke ~ 100’000

Dill ~ 50’000

Ketchup

Weinessig ~ 100’000

Zuckerrübe ~ 50’000

Käse (Kuh) +

verschiedene Bakterien

~ 20 x 2’000

Wieviele Genprodukte essen wir?

Hautpricktestung zur Bestimmung des

allergenen Potentials Auftragung von Tomatenfruchtstücken

Mittlerer Quaddel Durchmesser nach 20 Minuten

Dr. V. Mahler, Universitätsklinikum

Dr. E. Enrique, Hospital General de Castellón (Spanien)

Mastermodul Biochemie

Modul IV:

Bioanalytik

Microarrays Catalog

Sample preparation Quality control

•! Bioanalyser •! Nanodrop

Hybridisation

Scanning

Target gene

Data analysis

AGILENT

Data extraction

Custom

Transcript profiling

Gene Spring

Volcano Plot

Metabolome profiling

!"#$%&'()%&!

Datenauswertung

Clusteranalyse!

Unbekanntes Carotenoid!

Hauptkomponentenanalyse!

Chlorophyll Fluoreszenz Imaging

Comparative genomics

Candidate gene(s)

Metabolite

Profiling

Transcript

Profiling

Data integration

Generation of Hypothesis

Functional genomics

Candidate gene(s)

KO-lines Ox-lines

Data validation

Mutants

Transgenics RNAi

amicroRNA

Localization

Protein complex