Projektgruppen

8-6.2 | FUNKTIONELLE PROTEOMANALYSE AFRIKANISCHER NAHRUNGSGRÄSER UNTER TROCKENSTRESS

Sowohl auf evolutionärer wie auch auf der individuellen entwicklungsphysiologischen Ebene reagieren Pflanzen auf ungünstige Umweltbedingungen mit einer Vielzahl von morphologischen, physiologischen und molekularen Veränderungen, die ihre Entwicklung und ihren Reproduktionserfolg beeinflussen. Wassermangel ist weltweit der wichtigste limitierende Faktor für das Pflanzenwachstum, und dieser Einfluss wird sich im Zuge des Klimawandels vor allem auch in Westafrika verstärken. Unter Stressbedingungen wird die Genexpression von Pflanzen erheblich verändert – diese Veränderungen werden im Allgemeinen auf der Ebene der mRNA als Transkriptomanalyse studiert. Nun reflektieren veränderte Expressionsmuster von Proteinen nicht zwingend die tatsächliche Situation auf zellulärer, enzymatischer bzw. metabolischer Ebene. Die Proteinfunktion wird zudem oft durch posttranslationale Modifikationen und Regulationen der Enzymaktivität an die aktuellen Bedürfnisse angepasst. Eine detaillierte Untersuchung auf der Ebene des Proteoms ist daher notwendig, um die Anpassungsmechanismen von Pflanzen an Trockenstress sowohl auf individueller als auch auf evolutionärer Ebene zu verstehen.
Als Methode der Wahl werden Proteinproben von trockengestressten und wieder erholten Pflanzen mit Hilfe der zweidimensionalen Gelelektrophorese aufgetrennt. Eine direkte Identifikation individueller im Zuge der Stressanpassung auffälliger  Proteine erfolgt dann durch 2-D-Fluorescence Difference Gel Electrophoresis (2D-DIGE) mit anschließender Massenspektrometrie.
Neben wichtigen Wildgetreiden der Gattung Panicum aus der westafrikanischen Sahel- und Sudanzone mit unterschiedlicher Dürreresistenz werden auch Kultivare wichtiger afrikanischer Nutzgetreide aus Trockengebieten (Gerste, Sorghum bicolor) untersucht.  
Kooperationspartner: M. Karas, Pharmazeutische Chemie, Goethe-Universität Frankfurt, A. Ashoub, Agricultural Genetic Engineering Research Institute (Gizeh, Ägypten)

 

Team

PD Dr. Thomas Berberich, Wissenschaftler

Publikationen

Ashoub, A., Berberich, T., Beckhaus, T. & W. Brüggemann (2011) : A competent extraction method of plant proteins for 2D gel electrophoresis. - Electrophoresis 32: 2975–2978.
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