Synergy Grant des Europ?ischen Forschungsrats ERC geht an Pflanzenwissenschaftler*innen aus Europa und Australien
Eine Gruppe von Pflanzenwissenschaftler*innen aus Europa und Australien erh?lt den renommierten Synergy Grant des Europ?ischen Forschungsrats ERC in H?he von 10 Millionen Euro. Das Forschungsvorhaben RESYDE (Re-engineering symmetry breaking in development and evolution) wird durch Prof. Dr. Kerstin Kaufmann vom Institut für Biologie der Humboldt-Universit?t zu Berlin (HU) koordiniert und widmet sich einer der komplexesten Fragestellungen in den Biowissenschaften: Wie bringen vielzellige Organismen ihre Form hervor. Das Projekt RESYDE will die Prozesse der Symmetriebrechung in der Pflanzenentwicklung am Beispiel von Blüten der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) entschlüsseln und verschiedene Methoden kombinieren, um ein dynamisches, virtuelles Modell der sich entwickelnden Blüte zu erschaffen.
Symmetriebrechung: grundlegendes biologisches Ph?nomen bei mehrzelligen Organismen
Symmetriebrechung bezeichnet den Prozess, bei dem sich aus einer symmetrischen, homogenen Struktur Muster entwickeln, die zu Zellen und Geweben mit unterschiedlichen Formen und Funktionen führen. Dieses grundlegende biologische Ph?nomen ist bei allen mehrzelligen Organismen von entscheidender Bedeutung. Beispielsweise entwickelt sich aus einer einzelnen befruchteten Eizelle ein menschlicher K?rper oder aus einer Gruppe identischer Pflanzenzellen unterschiedliche Blütenorgane. In Pflanzen werden Symmetriebrechungsprozesse durch eine Vielzahl von Mechanismen gesteuert, unter anderem durch Gen- und Hormon-Regulation und durch die direkte Kommunikation zwischen den Zellen. All diese Mechanismen sind wichtig, um zu verstehen, wie Pflanzen ihre endgültigen Strukturen aufbauen.
Grundlagenforschung mit Bedeutung für regenerative Medizin und Landwirtschaft
?Indem wir uns mit der komplexen Dynamik der Symmetriebrechung befassen, hat diese Forschung das Potenzial, neue Forschungswege in der Pflanzenentwicklung und Evolutionsbiologie zu er?ffnen“, sagt Prof. Dr. Kerstin Kaufmann. Auch wenn es bereits substanzielle Fortschritte auf diesem Forschungsgebiet gibt – es ist eine immense Herausforderung solche biologischen Entwicklungsprozesse zu modellieren und nachzubilden. Forschungserkenntnisse auf diesem Gebiet werden nicht nur unser grundlegendes Verst?ndnis der Pflanzenbiologie voranbringen, sie sind auch von entscheidender Bedeutung für die Weiterentwicklung der regenerativen Medizin und für Fortschritte in der Landwirtschaft.
Expertise aus vier Universit?ten erm?glicht vielversprechenden multidisziplin?ren Ansatz
Die auf sechs Jahre angelegte Partnerschaft zur Erforschung dieser Musterbildungsprozesse führt Prof. Dr. Kerstin Kaufmann vom Institut für Biologie der Humboldt-Universit?t zu Berlin (HU) an. Sie koordiniert das Projekt, bei dem Wissenschaftler*innen der HU mit Kolleg*innen der Universit?t Sydney (Australien), dem Sainsbury Laboratory der Universit?t Cambridge (Gro?britannien) und der Universit?t Ume? (Schweden) zusammenarbeiten.
Um die Beantwortung der Fragen mit einem multidisziplin?ren Ansatz anzugehen, setzen die Forschungsteams auf die Expertise in den einzelnen Instituten: HU-Biologin Kerstin Kaufmann hat bereits Fortschritte beim Verst?ndnis genregulatorischer Netzwerke in der sich entwickelnden Blüte gemacht; Associate Professor Marcus Heisler (Universit?t Sydney) hat Live-Imaging- und fortgeschrittene experimentelle Ans?tze entwickelt; Professor Henrik J?nsson (Universit?t Cambridge) hat eine Computer-Plattform aufgebaut, welche die Zelldynamik und die Modellierung eines zentralen regulatorischen Netzwerks integriert, das die Blütenmusterbildung steuert, und Professor Stephan Wenkel (Universit?t Ume?) hat innovative proteinbasierte Werkzeuge für die synthetische Biologie identifiziert. Gemeinsam wollen sie ein komplexes Entwicklungssystem – die Blüte – virtuell neu gestalten.
?Unsere Vision, die evolution?ren Ver?nderungen der Blütenstruktur auf der mechanistischen Ebene besser zu verstehen, k?nnen wir nur durch die Kombination unserer Expertise verwirklichen. Dazu z?hlen genetische, molekulare, Live-Bildgebungs-,? KI- und Computer-Modellierungstechniken sowie solche der synthetischen Biologie“, sagt Kerstin Kaufmann.
?ber Prof. Dr. Kerstin Kaufmann
Kerstin Kaufmann ist Professorin für Pflanzliche Zell- und Molekularbiologie am Institut für Biologie der Humboldt-Universit?t zu Berlin. Ihre Arbeitsgruppe versucht zu verstehen, wie die Entwicklungsprozesse der Pflanze durch Transkriptionsfaktoren in Wechselwirkung mit epigenetischen Regulatoren gesteuert werden. Dafür untersuchen sie die molekularen Wirkweisen und genregulatorischen Netzwerke regulatorischer Proteine am Beispiel der Blütenentwicklung der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana).
?ber das F?rderformat ERC Synergy Grants
Der ERC Synergy Grant ist eine F?rderinitiative, die kleine Wissenschaftler*innenteams zusammenbringt und dabei unterstützt, die Grenzen des Wissens zu einigen der dringendsten Forschungsherausforderungen der Welt in verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen zu erweitern. Forschende werden ermutigt, ihre unterschiedlichen F?higkeiten, Kenntnisse und Ressourcen zu kombinieren, um neue Methoden und Techniken zu entwickeln. Das F?rderprogramm ist Teil des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizont Europa der Europ?ischen Union.
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Pressemitteilung des Europ?ischen Forschungsrats
Portr?tfoto von Kerstin Kaufmann zum Download
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Prof. Dr. Kerstin Kaufmann
Institut für Biologie der Humboldt-Universit?t zu Berlin