Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Forschungsbericht Berichtszeitraum:01.01.99 - 31.12.00

Fachbereich Biologie

Institut für Genetik

Projekte



 

 Projektleiter:

Prof. Dr. Ulla Bonas

 Thema:

Delivery of elicitors and pathogenicity factors from bacterial pathogens and their interaction with plant cells: Application of basic studies.

 Kurzbeschreibung:

Pflanzenpathogene Gram-negative Bakterien besitzen ein konserviertes Proteinsekretionssystem des Typs III, das die sec-unabhängige Sekretion von Proteinen aus der Bakterienzelle kontrolliert. Einige dieser Proteine werden vermutlich in die Wirtszelle hinein "injiziert". Analysiert wird die Funktion verschiedener sekretierter Proteine in der Pathogenität der Bakterien sowie der Erkennung (Harpin, Avirulenzproteine) durch resistente Pflanzen. Die Teilprojekte befassen sich mit verschiedenen Pathogenen (Pseudomonas syringae, Ralstonia solanacearum, Xanthomonas campestris pv. vesicatoria), um Gemeinsamkeiten und Unterschiede herauszuarbeiten.

 Partner:

J. Mansfield, Wye College 
M. Romantschuk, Universität Helsinki 
T. Nürnberger, IPB Halle 
C. Boucher, INRA-CNRS Toulouse 
N. Panopoulos, Kreta 
Rhone-Poulenc, Lyon 
Merlin Synthesis, Wye Ashford

 Finanzierung:

EU, Biotech Bio4-CT97-2244

 Laufzeit:

1997-2000


 

 Projektleiter:

Prof. Dr. Ulla Bonas

 Thema:

How plant pathogenic bacteria remote-control host gene expression

 Kurzbeschreibung:

ERBFMBICT982984
personengebundenes Marie-Curie-Fellowship (Eric Marois)

 Finanzierung:

EG

 Laufzeit:

1998-2001


 

 Projektleiter:

Prof. Dr. Ulla Bonas

 Thema:

Plant targets of bacterial avirulence proteins

 Kurzbeschreibung:

Plant disease resistance is often specified by matching resistance and avirulence genes in host and pathogen, respectively. The avirulence genes avrBs1 and avrBs3 of the bacterial pathogen Xanthomonas campestris pv. vesicatoria mediate specific recognition by pepper plants carrying the complementary resistance genes Bs1 and Bs3, respectively. We have shown, by transient expression of avrBs1 and avrBs3 in resistant pepper lines, that the avirulence proteins act inside the plant cell to trigger the hypersensitive reaction (HR). As functional nuclear localization signals in the C-terminus of AvrBs3 are essential for HR induction, we believe that AvrBs3 is recognized in the plant cell nucleus. AvrBs1 most probably acts in the cytoplasm. In this project we propose to isolate and characterize plant proteins that interact with these two different bacterial avirulence proteins. For this, we will employ different strategies such as the yeast two-hybrid system, biochemical approaches for protein purification, and expression cloning. We envisage to isolate clones encoding host proteins that are not only involved in resistance, but in disease susceptibility. These experiments will allow to gain fundamental knowledge on plant-pathogen recognition that, in the long term, can be used to develop new strategies for crop protection.

  Partner:

SFB 363

 Finanzierung:

DFG, SFB Teilprojekt C14

 Laufzeit:

1997-2001


 

 Projektleiter:

Prof. Dr. Ulla Bonas

 Thema:

Bakterielle Pathogenitätsproteine und Analyse ihrer Funktion in der Interaktion mit der Würzpflanze

 Kurzbeschreibung:

Das phytopathogene Bakterium Xanthomonas campestris pv. vesicatoria (Xcv) benötigt zur erfolgreichen Infektion seiner Wirtspflanzen Paprika und Tomate mehr als 20 hrp Gene, die Komponenten eines Typ III Proteinsekretionsapparates kodieren. Von den sekretierten Proteinen wird angenommen, dass sie Pathogenitätsfaktoren darstellen und sowohl mit dem pflanzlichen Primärstoffwechsel als auch mit der pflanzlichen Pathogenabwehr interferieren. Schwerpunktmässig sollen Typ III-sekretierte Proteine bearbeitet werden, die bei der Interaktion von Xcv mit der Pflanze in die Pflanzenzelle "injiziert" werden. Außerdem sollen neue bakterielle Gene, deren Expression spezifisch während der Infektion induziert wird, identifiziert und charakterisiert werden. Die Ergebnisse dieses Projektes sollen langfristig zur Aufklärung der der Symptomentwicklung zugrunde liegenden Mechanismen in suszeptiblen Pflanzen beitragen.

 Partner:

SFB 363

 Finanzierung:

DFG, SFB Teilprojekt C15

 Laufzeit:

1999-2001


 

 Projektleiter:

Dr. Ralf Koebnik

 Thema:

Untersuchungen zur Struktur, Funktion, Zusammenlagerung und Dynamik von Proteinen der bakteriellen Zelloberfläche

 Kurzbeschreibung:

Anhand dreier bakterieller Modellsysteme werden molekulare Aspekte von Transportprozessen durch biologische Membranen studiert: (1) Mittels Mutagenesestudien und biochemischer Untersuchungen wird die molekulare Basis der Substratspezifität von Zucker-spezifischen Porinen (LamB, ScrY) analysiert. (2) Die Wechselwirkung zwischen dem TonB-abhängigen Rezeptor FhuA (Eisen-Siderophor-Transporter) und dem energieübertragenden TonB-Protein soll mit Hilfe eines strukturbiologischen Ansatzes aufgeklärt werden. (3) Die Komponenten des Typ III-Sekretionsapparates von Xanthomonas campestris und deren Wechselwirkungen untereinander und mit den zu transportierenden Proteinen werden untersucht. 

 Partner:

Universität Basel, Biozentrum, Schweiz
Max-Planck-Institut für Molekulare Physiologie Dortmund
Universität Helsinki, Biocenter, Finnland

 Finanzierung:

DFG Ko 1686/3-1 und /3-2

 Laufzeit:

1999-2001


 

 Projektleiter:

Prof. Dr. Karin Breunig

 Thema:

Yeast as protein factories: control of host physiology and exploration of novel resources

 Kurzbeschreibung:

Das genetische und physiologische Potential nicht-konventioneller Hefen, insbesondere von Kluyveromyces lactis und Yarrowia lipolytica, soll für die Produktion von rekombinanten Proteinen nutzbar gemacht werden. Die genetischen Grundlagen für Unterschiede zum Modellorganismus Saccharomyces cerevisiae bezüglich Substratverwertung, Energiestoffwechsel und intrazellulärer Proteintransport werden analysiert und durch genetische Manipulationen gezielt modifiziert.

 Partner:

Institut Curie , Orsay, FR 
Université Claude Bernard, Lyon 
University of Roma "La Sapienza" 
Universidad de Salamanca 
Universita degli Studi de Parma 
Institut National de la Recherche Agronomique 
Thiverval-Grignon, FR 
Universite Paris-Sud 
Rhone Poulene Rorer Departement Gene-Medicine 
Vitry-sur-Seine 
Leiden University Biology Department 

 Finanzierung:

EU Biotechnology, Bio4-96-0003

 Laufzeit:

1996 – 1999


 

 Projektleiter:

Prof. Dr. Karin Breunig

 Thema:

Kohlenstoff-regulierte Signalwege in Hefen 

 Kurzbeschreibung:

Es werden Regulationsmechanismen kohlenstoff-regulierter Transkriptionsfaktoren analysiert, um dadurch neue oder bereits bekannte Signalwege "rückwärts" vom Zellkern aus aufzurollen. Die Glucose- und Galactose-Induktion und -Repression von Glykolyse und Gluconeogenese stehen im Mittelpunkt.

 Partner:

Universität Namur/Belgien 

 Finanzierung:

FNRS (Belgien),  Br 921/4-1

 Laufzeit:

1998-2000


 

 Projektleiter:

Prof. Dr. Karin Breunig

 Thema:

Regulation der Transkriptionsaktivierungsfunktion von Gal4 durch Gal80

 Kurzbeschreibung:

Molekulare Mechanismen der Transkriptionsregulation werden durch Struktur und Funktionsanalyse des Gal80 Proteins analysiert. Der Gal4 Inhibitor Gal80 interagiert einerseits mit dem Transkriptionsaktivator Gal4 und andererseits, galactose-abhängig mit dem Gal1/Gal3 Protein. Durch genetische und biochemische Charakterisierung dieser Protein-Protein Interaktionen soll die Mechanik des "Galactose-Schalters" aufgeklärt werden, der zur Aktivierung der Gal4 Funktion durch Galactose führt.

 Partner:

 

 Finanzierung:

DFG Br 921/4-1, 4-2

 Laufzeit:

1998-2001

 


 

 Projektleiter:

Prof. Dr. Karin Breunig

 Thema:

Funktion und Regulation von ABC Transportern aus Kluyveromyces lactis 

 Kurzbeschreibung:

Zur Familie der Gal4-ähnliche Transkriptionsfaktoren gehören auch die Regulatoren von ABC-Transportern. Durch die Fusion von verschiedenen  Domänen zwischen Gal4 und Pdr3 werden Struktur-Funktionsbeziehungen dieser Transkriptionsfaktoren analysiert. Zusätzlich wird ein neuer ABC Transporter aus Kluyveromyces lactis charakterisiert.

 Finanzierung:

DAAD, EU-Erasmus

 Laufzeit:

1998-2001

 


 

 Projektleiter:

Dr. Raffael Schaffrath

 Thema:

Molekularanalyse des plasmid-kodierten Killersystems der Milchhefe Kluyveromyces lactis

 Kurzbeschreibung:

Genommanipualtion in vivo zur Gen- und Promotorfunktionsanalyse der Killerplasmide k1 und k2.

 Partner:

P.A. Meacock, University of Leicester, UK 
F. 
Meinhardt, WWU Münster 

 Finanzierung:

Alexander von Humboldt-Stiftung (FLF-1037031)

 Laufzeit:

1997-1999


 

 Projektleiter:

Dr. Raffael Schaffrath

 Thema:

Killertoxin-vermittelter Zellzyklusarrest zwischen den Hefen Kluyveromyces lactis und Saccharomyces cerevisiae

 Kurzbeschreibung:

Gentechnische Konstruktion toxinresistenter Hefestämme zur molekularen Analyse des Toxinwirkmechanismus auf den Zellzyklus von Saccharomyces cerevisiae.

 Partner:

M.J.R. Stark, University of Dundee, UK 
K.  Struhl, Harvard Medical School, Boston, USA 

 Finanzierung:

DFG Scha 750/2-1

 Laufzeit:

1998-2001


 

 Projektleiter:

Prof. Dr. Gunter Reuter und Dr. Rainer Dorn

 Thema:

Funktionelle Charakterisierung pflanzlicher Chromatingene 

 Kurzbeschreibung:

Die Arbeiten konzentrieren sich auf die funktionelle Analyse pflanzlicher Chromatingene, die für Proteine mit der evolutionär konservierten SET-Domäne kodieren. Neben Untersuchungen zur chromosomalen Verteilung dieser Proteine werden umfangreiche Analysen zur Funktion der pflanzlichen SET-Domänenproteine bei der epigenetischen Kontrolle von Genaktivitäten in pflanzlichen Systemen (Arabidopsis) vorgenommen. 

 Partner:

SFB 363; Prof. Aalen (Universität Oslo)

 Finanzierung:

DFG, SFB 363, Teilprojekt A3

 Laufzeit:

1999 – 2001


 

 Projektleiter:

Prof. Dr. Gunter Reuter

 Thema:

Regulation der Chromatindifferenzierung in Keimbahn- und somatischen Zellen 

 Kurzbeschreibung:

Im Verlaufe der frühen Embryonalentwicklung finden grundlegende Änderungen in der Chromatinstruktur statt. Kontrollprozesse der Chromatintransition im Verlauf der Differenzierung von Keimbahn- und somatischer Zellen sind noch weitestgehend unverstanden. Erste Kontrollegen, die diese Prozesse steuern konnten bei Drosophila mit Hilfe von Modifikatormutationen für Heterochromatin-induziertes Gensilencing (Positionseffekt-Variegation) identifiziert werden. Eine umfassende molekulargenetische Analyse dieser Gene ist Gegenstand dieses Forschungsprojektes. Die identifizierten Gene kontrollieren die Etablierung heterochromatischer und euchromatischer Zustände im Chromatin und sind zugleich für die Etablierung epigenetischer Programme von grundlegender Bedeutung.

 Partner:

Szabad ( Universität Szeged, Ungarn)

 Finanzierung:

DFG, Re 911/2-2

 Laufzeit:

1997-1999


 

 Projektleiter: 

Prof. Dr. Gunter Reuter

 Thema:

Kontrolle genetischer Rekombination im Heterochromatin

 Kurzbeschreibung:

Mit Hilfe von Mutationen in ausgewählten Chromatingenen wurde beim Modellobjekt Drosophila eine Funktion von Heterochromatin bei der Kontrolle der Crossing-over-Häufigkeit im Genom sowie bei der geregelten Segregation homologer Chromosomen in der Meiose nachgewiesen. Die Mutationen führen zu einer Erhöhung von Crossing-over in proximalen Chromosomenbereichen und zur Reduktion von Nondisjunktion homologer Chromosomen. Durch eine molekulargenetische Analyse der identifizierten Gene können neue Einsichten in Kontrollprozesse genetischer Rekombination auf der Ebene höhergeordneter Chromatinstrukturen erhalten werden. 

  Partner:

SFB 363 

  Finanzierung:

 Land Sachsen-Anhalt; FKZ: 2843A/0028R

  Laufzeit:

1999-2001 


 

 Projektleiter:

Prof. Dr. Gunter Reuter

 Thema:

Construction of a new Drosophila deletion collection (DROSDEL) 

 Kurzbeschreibung:

Im Rahmen dieses Europäischen Verbundprojektes zur funktionellen Genomik beim Modellobjekt Drosophila melanogaster werden unter Einsatz einer neu zu etablierenden Kollektion von Insertionslinien eines modifizierten mobilen P-Elementes überlappende Deletionen und Duplikationen für das gesamte Drosophila-Genom hergestellt. Die mittlere Größe der Deletionen wird etwa 150kb betragen und die Bruchpunkte aller synthetisierten Rearrangements werden auf der DNA-Sequenzebene bestimmt. Durch dieses Material können neue grundlegende Daten zur Funktion aller Drosophila-Gene erhalten werden.

 Partner:

Konsortium von 11 Laboratorien: Ashburner (Cambridge), Rasmusson-Lestander, (Umea), Maroy (Szeged), Hafen (Zürich), Lepesant (Paris), Buchton (Montpellier), Mechler (Heidelberg), Heisenberg (Würzburg), Dickson (Wien) und Baguna (Madrid)

 Finanzierung:

EU-Programm,QLRI-CT-2000-00915

 Laufzeit:

2000-2004


 

 Projektleiter:

Prof. Dr. Gunter Reuter

 Thema:

Genetische Analyse der Chromatinregulation

 Kurzbeschreibung:

Heterochromatin-assoziierte Proteine sind für ein Silencing von Genen, die in unmittelbare Nachbarschaft zu heterochromatischen Chromosomenregionen verlagert worden sind, verantwortlich. Eine Überexpression dieser Proteine führt zu ektopischen Gensilencing in definierten euchromatischen Regionen. Neben Untersuchungen zur Wirkungungsweise Heterochromatin-assoziierter Proteine werden Analysen zur molekularen Struktur der betroffenen euchromatischen Regionen durchgeführt. Diese Überexpressionssysteme ermöglichen neune Einsichten in die strukturelle und funktionelle Differenzierung eukaryotischer Genome.

 Partner:

Szidonya (Universität Szeged, Ungarn)

 Finanzierung:

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., BMBF, HUN 98/031

 Laufzeit:

1998-2001


 

 Projektleiter:

Dr. Rainer Dorn

 Thema:

Molekuargenetische Analyse zweier Chromatingene, die Wechselwirkung zum Bithorax-Komplex zeigen

 Kurzbeschreibung:

Im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten steht die molekulare und funktionelle Analyse des komplexen Locus mod(mdg4) bei Drosophila melanogaster. Durch alternatives mRNA-Spleißen werden von diesem Gen 26 Transkriptklassen gebildet. Die abgeleiteten Proteine haben einen gemeinsamen N-Terminus von 402 Aminosäuren und variable C-Termini. Die funktionellen Analysen ausgewählter Proteinisoformen zeigen, daß es sich um Chromatinproteine handelt, die in verschiedene Prozesse, wie Regulation von Genaktivität, Funktion von Insulator-Sequenzen und Apoptose, involviert sind.
Interessant ist, daß bei diesem komplexen Gen beide DNA-Stränge als kodogene Stränge genutzt werden. Dies deutet darauf hin, daß mod(mdg4) mRNAs durch Rekombination unabhängiger Transkripte (mRNA Trans-Spleißen) gebildet werden. Durch den Einsatz transgener Linien von Drosophila konnte der experimentelle Nachweis für mRNA Trans-Spleißen bei diesem Modellobjekt erbracht werden. Schwerpunkt der weiteren Arbeiten sind vor allem funktionelle Untersuchungen zum mRNA Trans-Spleißen (Identifizieung der dafür notwendigen Faktoren) sowie Analysen zur evolutionären Konservierung dieser ungewöhnlichen Genstruktur. 

 Partner:

Pimpinelli (Genetisches Institut, Universität Rom)

 Finanzierung:

DFG, Do 407/2-1

 Laufzeit:

1999-2000


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