Der UV-A/Blaulichtrezeptor Cryptochrom 2 (cry2) spielt eine zentrale Rolle bei der photoperiodischen Blühinduktion. Wichtige Komponenten der Signalleitung von cry2 sind mehrere nah verwandte bHLH Transkriptionsfaktoren (CIB1, CIB2, CIB4, CIB5), die Blaulicht-abhängig an cry2 binden, als Heterodimere an nicht-kanonische E-Box Motive in der Promotorregion des FLOWERING LOCUS T (FT) Gens binden und hierdurch die Expression dieses zentralen Blühgens induzieren. Weiterhin interagiert cry2 im Blaulicht mit SPA-Proteinen und inhibiert damit die Aktivität der E3 Ubiquitin Ligase CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENESIS 1 (COP1), die maßgeblich am Abbau des FT-Transkriptionsaktivators CONSTANS (CO) beteiligt ist. Wir haben gezeigt, dass der FAD-Chromophor im signalaktiven Zustand von cry2 in der neutralen Semichinonform vorliegt und die Bildung dieser Form durch Metabolite wie ATP und NADPH verstärkt wird. Gerichte und strukturbasierte Mutagenese von CRY2 lieferte Hinweise darauf, welche Aminosäuren für die Metabolit-Kontrolle erforderlich sind. Diese Information soll genutzt werden, um die Rolle dieser Metabolite bei der photoperiodischen Blühinduktion aufzuklären. Geplant ist hierfür die Expression entsprechender cry2 Allele in planta und die Analyse der generierten Pflanzenlinien hinsichtlich Blühverhalten, FT-Expression und Interaktion mit down-stream Komponenten. Diese Untersuchungen sollen durch in vitro Studien mit rekombinanten Proteinen komplettiert werden. Im Gegensatz zum Wildtyp Allel von cry1 induziert die cry1L407F Mutante gesteigerte Expression von CO und FT sowie frühes Blühen im Kurztag. In vitro Analysen zeigten ein tryptisches Spaltmuster von cry1L407F im Dunkeln, welches dem von Wildtyp cry1 im Blaulicht entspricht. Das geplante Vorhaben soll klären, ob cry1L407F die gleichen Komponenten wie cry2 für die Induktion von FT nutzt. Hierfür sind Analysen der cry1L407F Mutante im cib1/cib2/cib5 Hintergrund sowie Interaktionsstudien mit cry2 Partnern geplant. Direkte Zusammenarbeiten ergeben sich mit den Vorhaben von Christian Jung (Blühkontrolle bei Beta vulgaris) und Markus Schmid (Regulation des Blühzeitpunkts durch Trehalose-6-P).
In many plant species, FLOWERING LOCUS T and related proteins are the mobile signal that communicates information on photoperiod from the leaves to the shoots, where the transition to flowering is realized. FT expression is tightly controlled at the transcriptional level so that it is restricted to leaves, occurs only in appropriate photoperiods, and integrates ambient temperature and developmental cues, as well as information on biotic and abiotic stress. We previously established that FT transcription in the model plant Arabidopsis thaliana requires proximal promoter cis-elements and a distal enhancer, both evolutionary conserved among Brassicacea species. In addition, FT transcription is blocked prior vernalization in biannual accessions and vernalization-dependency of FT is controlled through a CArG-box located in the first intron that binds the transcriptional repressor FLOWERING LOCUS C (FLC). Chromatin-mediated repression by the Polycomb Group (PcG) pathway is required for photoperiod-dependent FT regulation and participates in FT expression level modulation in response to other cues.In this project, I propose to explore the available sequence data from the 1001 genome project in Arabidopsis to evaluate how often changes in regulatory cis-elements at FT have occurred and how these translate into an adaptive value. Allele-specific FT expression pattern will be measured in F1 hybrids of different accessions in response to varying environmental conditions. FT alleles that show cis-regulatory variation will be further analyzed to pinpoint the causal regulatory changes and study their effect in more detail. The allotetrapolyploid species Brassica napus is a hybrid of two Brassiceae species belonging to the A- and C-type genome, which are in turn mesopolyploid due to a genome triplication that occurred ca. 10x106 years ago. We will determine allele-specific expression of FT paralogs from both genomes of a collection of B. napus accessions. The plants will be grown in the field in changing environmental conditions to maximize the chance to detect expression variation of the paralogs. We will compare the contribution of the founder genomes to the regulation of flowering time and asses variation in this contribution. A particular focus will be to study the impact of chromatin-mediated repression on allele selection in B. napus.
The main objective of BETTER is to implement an EO Big Data intermediate service layer devoted to harnessing the potential of the Copernicus and Sentinel European EO data directly from the needs of the users. BETTER aims to go beyond the implementation of generic Big Data tools and incorporate those tools with user experience, expertise and resources to deliver an integrated Big Data intermediate service layer. This layer will deliver customized solutions denominated Data Pipelines for large volume EO and non-EO datasets access, retrieval, processing, analysis and visualisation. The BETTER solutions will focus in addressing the full data lifecycle needs associated with EO Big Data to bring more downstream users to the EO market and maximise exploitation of the current and future Copernicus data and information services. BETTER developments will be driven by a large number of Big Data Challenges to be set forward by the users deeply involved in addressing the Key Societal Challenges. The World Food Programme, the European Union Satellite Centre and the Swiss Federal Institute of Technology - Zurich working in the areas of Food Security, Secure Societies and GeoHazards will be the challenge promoters. During the project each promoter will introduce 9 challenges, 3 in each project year, with an additional nine brought by the 'Extending the market' task, in a total of 36 challenges. The Data Pipelines will be deployed on top of a mature EO data and service support ecosystem which has been under consolidation from previous R&D activities. The ecosystem and its further development in the scope of BETTER rely on the experience and versatility of the consortium team responsible for service/tool development from DEIMOS and Terradue. This is complemented by Fraunhofer Institute's experience in Big Data systems, which brings to the consortium transversal knowledge extraction technologies and tools that will help bridge the current gap between the EO and ICT sectors.
Die globale Erderwärmung und die Versorgung mit Treibstoffen und Basischemikalien aus fossilen Quellen erfordern die Entwicklung alternativer, nachhaltiger Synthesewege für solche Substanzen. Biotechnologische Verfahren bieten eine Lösung, allerdings nur mit Substanzen, die nicht mit der menschlichen Ernährung konkurrieren. Neben Lignocellulose kommen dafür nur Gase wie CO2 oder CO in Frage. Hier soll CO2 mit Hilfe rekombinanter autotropher acetogener Bakterien in die industriell wichtige Plattformchemikalie 3-Hydroxypropanoat umgewandelt werden. Das ermöglicht eine kostengünstige Herstellung dieser Substanz, für die es keine ökonomisch tragfähige Synthese aus Rohölprodukten gibt, und die Reduktion eines bedeutenden Treibhausgases. Das Gen für Pyruvat-Synthase aus Acetobacterium woodii wird durch PCR amplifiziert und in einen geeigneten Schaukelvektor subkloniert (pJIR750). Zur Expression wird der Promoter des Acetat-Kinase-Gens aus A. woodii verwendet. Dann wird das Gen für Lactat-Dehydrogenase amplifiziert und subkloniert. Als Wirt für dieses Gen dient z.B. Clostridium acetobutylicum. Das dritte Gen kodiert eine Coenzym A-Transferase (Katalyse der Reaktionen: Lactat in Lactyl-CoA und 3-Hydroxypropanoyl-CoA in 3-Hydroxypropanoat). Als Wirt dient Megasphaera elsdenii. Es folgen Amplifikation und Subklonierung. Das vierte Gen kodiert eine Lactyl-CoA-Hydratase (Katalyse der Reaktion: Lactyl-CoA in Acrylyl-CoA). Als Wirt dient M. elsdenii. Es folgen Amplifikation und Subklonierung. Das fünfte Gen kodiert eine Acrylyl-CoA-Hydratase (Katalyse der Reaktion: Acrylyl-CoA in 3-Hydroxypropanoyl-CoA). Als Wirt dient Chloroflexus aurantiacus. Es folgen Amplifikation und Subklonierung. Analoge Gene werden auch aus C. propionicum, C. homopropionicum und C. neopropionicum kloniert und analysiert, um möglicherweise Patente zu generieren. Zum Schluss erfolgen Optimierung von Operon-Struktur und -Expression sowie Produktionstest in Laborkulturen und Kleinfermentern.
Die Krankheitsinduktion durch pflanzenpathogene Mollicutes (Mycoplasmen) ist noch wenig erforscht. Es gibt Anhaltspunkte, dass durch spezifische Sigmafaktoren Gene transkripiert werden, deren Translationsprodukte fuer die Krankheitsentwicklung von Bedeutung sind. Als Modell soll ein kultivierbarer Acholeplasma-aehnlicher Organismus verwendet werden.
Das EU finanzierte Projekt DEMEAU ist ein dreijähriges Demonstrationsprojekt für vielversprechende Technologien zum Nachweis und zur Eliminierung von organischen Spurenstoffen im Wasserkreislauf. DEMEAU führt Ökobilanzen und Umweltbelastungsstudien für vier Technologiegruppen durch und fördert deren Anwendung. Die Technologien sind: künstliche Grundwasseranreicherung sowie Hybridlösungen von Keramikmembranfiltration und fortentwickelten Oxidationstechniken sowie Bioassays. Das DEMEAU Konsortium besteht aus 17 Mitgliedern aus fünf EU-Ländern und umfasst Wasserversorgungsunternehmen mit deren Unterstützung die Anwendung der vielversprechenden Technologien demonstriert wird. Ziel des Projektes ist es, die Eignung und Wirtschaftlichkeit der innovativen Methoden und Technologien weiterzuentwickeln und im technischen Betrieb zu untersuchen.
Im Lebenszyklus einer Pflanze ist die Blühinduktion von zentraler Bedeutung. Gerade wegen seiner Wichtigkeit steht das Blühen unter der Kontrolle eines komplexen genetischen Netzwerkes, das endogene Signale (Hormone, Kohlenhydrate, Alter) und Umweltsignale (Temperatur, Tageslänge) miteinschließt. Unter induktiven Tageslängen wird das Schlüsselgen der Blühinduktion FLOWERING LOCUS T (FT) in der Vaskulatur der Blättern induziert und löst als Langstreckensignal im Apikalmeristem die Blütenbildung aus. Vom Dissacharid Trehalose-6-Phosphat konnte gezeigt werden, dass es in der Koordination von Kohlenhydratstatus und Entwicklungsprozessen als Signalmolekül fungiert. Arabidopsis thaliana Pflanzen, denen das TREHALOSE 6-PHOSPHAT SYNTHASE1 (TPS1) Gen fehlt, blühen außerordentlich spät. Kürzlich konnten wir zeigen, dass der TPS1/T6P-Signalweg die Expression verschiedener Blühzeitpunkt-regulierender Gene kontrolliert. In der Vaskulatur des Blattes ist das T6P/TPS1 Signal zur Induktion von FT unabdingbar, wohingegen im Sproßapikalmeristem MIR156 und dessen Zieltranskripte der SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN LIKE (SPL)-Gene das Ziel des T6P/TPS1 Signals darstellen. Gemeinsam stellen die umweltabhängigen (photoperiodischen) und physiologischen (T6P/TPS1) Signale sicher, dass das Blühen nur unter optimalen Bedingungen eingeleitet wird, das heißt wenn die Tageslänge eine Mindestlänge überschreitet und der Kohlenhydrathaushalt die energieaufwändige Blühinduktion und die Produktion von Samen gewährleisten kann. Dennoch bleiben viele Fragen die Funktion des T6P/TPS1 Signals betreffend offen. In diesem Antrag schlagen wir eine Serie von Experimenten vor, mit dem Ziel das T6P/TPS1 Signal besser in die Signalwege der Blühzeitpunktregulation einzubinden. Aus unseren Vorarbeiten ergibt sich, dass der T6P/TPS1-Signalweg das Blühen teilweise durch die Zellzyklus-abhängige Modulation der Stammzellanzahl im Meristem reguliert - ein zuvor unerforschter Aspekt, den wir weiter untersuchen werden. Außerdem konnte wir zeigen, dass T6P/TPS1 die Fähigkeit von Pflanzen auf Änderungen der Umgebungstemperatur zu reagieren, ebenso beeinflusst wie die Reaktion auf längere Kälteperioden (Vernalisation). Darauf aufbauend werden wir die Interaktion des T6P/TPS1-Signalweges mit der Temperatur-abhängigen Regulation des Blühens untersuchen. Abgesehen von den oben erwähnten Experimenten, die sich auf bekannte Gene und Signalwege fokussieren, werden neue Komponenten des T6P/TPS1-Signalweges identifiziert werden. Zu diesem Zweck haben wir bereits eine umfassende genetische Sichtung durchgeführt, um Suppressoren des späten Blühens der tps1-Mutante zu identifizieren. Als Teil des Schwerpunktprogramms werden wir die zugrundeliegenden Gene identifizieren, diese umfassend charakterisieren und in den T6P/TPS1-Signalweg integrieren. Zusammenfassend werden die geplanten Experimente wertvolle Hinweise zur Integration des Kohlenhydrathaushalts der Pflanzen in die Signalwege der Blühinduktion liefern.
Basierend auf epidemiologischen Nachweise für einen Zusammenhang zwischen häuslicher Exposition bei extrem niederfrequenten Magnetfeldern (ELF MF) und Leukämie im Kindesalter, wurden ELF MF als möglicherweise krebserzeugend für den Menschen klassifiziert. ARIMMORA zielt darauf ab, die zugrunde liegenden biophysikalischen Mechanismen zu hinterfragen und den möglichen kausalen Zusammenhang zwischen ELF MF-Exposition und Krebs, insbesondere Leukämie bei Kindern, zu klären. Um diese Ziele zu erreichen werden wir 1) neuartige experimentelle und rechnerische Methoden entwickeln und anwenden, um Wissenslücken in der Exposition in der Nähe von ELF MF zu schliessen, und 2) weitentwickelte biologische in vitro, ex vivo und in vivo Modelle und Techniken unter wohldefinierten Expositionsbedingungen anwenden um Test wahrscheinlich lnteraktionsmechanismen zu testen. Der gewählte experimentelle Ansatz basiert auf epidemiologischen Erkenntnissen und aktuelles Wissen über die zugrunde liegenden molekularen Prozesse akuter Leukämie bei Kindern. Das Ziel ist es, die möglichen Auswirkungen der ELF- Magnetfeld-Exposition: 1) auf der epigenetischen Dynamik von differenzierenden hämatopoetischen Zelllinien (epigenetische Signaturen werden im ganzen Genom überwacht werden, und Mechanismen, die eventuelle 'misprogramming' verursachen werden mit Gen-Promotor Modelle studiert werden), 2) auf die Veränderung der Signalisierungsprozesse in Zellen, 3) auf die Induktion möglicher zytotoxischer Effekte auf CD8-positiven T-Zellen und 4) auf die Entstehung oder Entwicklung von Leukämien in Kindern durch die Erzeugung gentechnisch veränderterer und sehr fortgeschrittener Tiermodelle, zu untersuchen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 34 |
| Wissenschaft | 1 |
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| Förderprogramm | 34 |
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| Boden | 18 |
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