SFB 1664:
Diversität pflanzlicher Proteoformen - SNP2Prot
Fachliche Zuordnung
Biologie
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 514901783
Die globale Herausforderung, die Lebensmittelsicherheit und die Qualität der Ernährung aufrechtzuerhalten, erfordert eine effiziente Pflanzenproduktion inmitten von Klimawandel, Ressourcenknappheit und Bevölkerungswachstum. Die Nutzung pflanzlicher Genominformation ist für eine ressourceneffiziente Landwirtschaft von entscheidender Bedeutung. Fortschritte in der DNA-Sequenzierung und Bioinformatik haben unser Verständnis der Genomorganisation und der Entdeckung von Genen bereichert. Sogenannte Single Nucleotide Polymorphismen (SNPs) tragen erheblich zur genomischen Diversität bei, insbesondere in proteinkodierenden Sequenzen. Diese SNPs führen zu unterschiedlichen Proteoformen, die den Pflanzen in verschiedenen Habitaten unterstützen, sich an die unterschiedlichen Bedingungen anzupassen. Während jedoch eine Fülle von genetischer Variation, oft in Form von SNPs, in genomweiten Assoziationsstudien mit phänotypischer Variation korreliert werden kann, sind die Auswirkungen von SNPs auf die Proteinfunktion nur unzureichend bekannt. Die SFB-Initiative zielt daher darauf ab, zu verstehen, wie sich Variation in der kodierenden Genomsequenz in funktionell unterschiedliche Proteoformen übersetzt - SNP2Prot. Damit verbinden wir die am Standort vertretenen Forschungsschwerpunkte in der Pflanzen- und Proteinforschung, wobei die Aufklärung von 3-D-Proteinstrukturen oder deren Vorhersage durch Strukturmodellierung eine wichtige Rolle spielen. Als pflanzliches System dient vor allem die Modellpflanze Arabidopsis thaliana. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit beinhaltet Bereiche wie 'Proteoformen, die mit Nukleinsäuren interagieren', 'Proteoformen, die Signalprozesse vermitteln' und 'Proteoformen mit enzymatischen Funktionen', aber auch genom- und proteomweite Ansätze, die Ressourcen generieren und insbesondere für die Vorbereitung folgender Förderperioden wichtig sind. Langfristiges Ziel ist es, die Pflanzenzüchtung und das sogenannte Molecular Pharming durch rationales Proteoform-Design zu unterstützen. Mit der relevanten Expertise an der MLU Halle-Wittenberg, den beiden Leibniz-Institute IPB und IPK und der Universität Leipzig ist diese Initiative prädestiniert, dieses neue Forschungsfeld zu prägen.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Laufende Projekte
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A01 - Struktur-Funktions-Analyse von NAC-Transkriptionsfaktor-Proteoformen
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Balbach, Jochen
;
Delker, Carolin
)
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A02 - Funktionelle Variation von Proteoformen zentraler Regulatoren der Thermomorphogenese
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Quint, Marcel
;
Sinz, Andrea
)
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A03 - Mutationssensitive Vorhersage von Transkriptionsfaktor-DNA-Wechselwirkungen in Pflanzen
(Teilprojektleiter
Große, Ivo
;
Meiler, Jens
)
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A04 - Quantitative zytologische Charakterisierung und strukturelle Analyse von REC8 Proteoformen in der pflanzlichen Meiose
(Teilprojektleiter
Dreissig, Steven
;
Kastritis, Panagiotis L.
)
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A05 - Eine Funktionsanalyse der Proteoformen, die den microRNA-Biogenese-Komplex in Arabidopsis bilden
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Laubinger, Sascha
;
Schoeder, Clara
)
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B01 - Natürliche allelische Variation von PI4P 5-Kinasen, die Plasmamembran-assoziierte Prozesse in Pflanzen modulieren
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Heilmann, Ingo
;
Sinz, Andrea
)
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B02 - Allelische Variationen bei der Kontrolle der Aktivität und der Funktion der calciumabhängigen Proteinkinase bei Interaktionen zwischen Pflanze und Umwelt
(Teilprojektleiterinnen
Romeis, Tina
;
Sinz, Andrea
)
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B03 - Allelische Variation eines vakuolären Kationenkanals, der die Ionenhomöostase und calciumabhängige Signalverarbeitung von Pflanzen moduliert
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Peiter, Edgar
;
Romeis, Tina
)
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B04 - Einfluss der JAZ9-Allelvariation auf die Proteoformstruktur, die JA-Ile Co-Rezeptor-Assemblierung und die Pflanzenleistung
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Balbach, Jochen
;
Gasperini, Debora
)
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B05 - Rolle pflanzlicher SRO-Proteoformen bei der Toleranz gegenüber oxidativem Stress und Salzstress
(Teilprojektleiter
Stubbs, Milton T.
;
Wirthmüller, Lennart
)
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C01 - Klima-assoziierte funktionelle Polymorphismen von Terpensynthasen
(Teilprojektleiter
Degenhardt, Jörg
;
Weissenborn, Martin
)
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C02 - Bedeutung der allelischen Variation in YUCCA-Genen für die Modulation von Proteoformen, die lokale Auxin-Biosynthese und die phänotypische Variation in natürlichen Arabidopsis-Akzessionen
(Teilprojektleiter
Stubbs, Milton T.
;
von Wirén, Nicolaus
)
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C03 - Auswirkungen natürlicher LPR1-Proteoformen auf Fe-abhängiges Phosphatsensin
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Abel, Steffen
;
Naumann, Christin
;
Stubbs, Milton T.
)
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C04 - Funktion von Mevalonatkinase-Proteoformen bei der Adaptation an bestimmte Klimazonen
(Teilprojektleiter
Kastritis, Panagiotis L.
;
Tissier, Alain
)
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C05 - Einfluss natürlicher Allelvariationen auf Struktur und Funktion der Immunproteasen SAP1 und SAP2
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Ihling, Christian
;
Schuster, Mariana
)
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D01 - Modellierung, Verständnis und Vorhersage von >2 Millionen Arabidopsis-Proteoformen im postgenomischen Zeitalter
(Teilprojektleiter
Kastritis, Panagiotis L.
;
Künze, Georg
)
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D02 - Entwicklung von SNPstar 2.0 und einer bioinformatischen Vorhersage von Proteoformen mit funktioneller Variation
(Teilprojektleiter
Große, Ivo
;
Quint, Marcel
)
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MGK - Integriertes Graduiertenkolleg PROTEOFORuM – Eine Brücke zwischen Pflanzen- und Proteinwissenschaften
(Teilprojektleiterin
Delker, Carolin
)
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Z01 - Zentrales Verwaltungsprojekt
(Teilprojektleiter
Quint, Marcel
)
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Z02 - Proteinexpression, -aufreinigung und -analyse [Z02a]
Proteomics/Protein-Massenspektrometrie [Z02b]
(Teilprojektleiter
Fuszard, Matt
;
Pietzsch, Markus
)