Arbeitsgruppe Systembiologie

Leitung: [link]Dr. Björn Junker

Publikationen: [link]Link

 

 

Forschungsgebiete

 

In unserer Arbeitsgruppe werden die verschiedensten biochemischen und molekularbiologische Vorgänge in Pflanzen mit Hilfe von sytembiologischen Ansätzen untersucht. Im Fokus der Forschung liegt der Stoffwechsel in Pflanzensamen. Die Besonderheit dieser Forschung sind vor allem die verwendeten Methoden. Neueste bioinformatische Ansätze werden mit molekularbiologischen Techniken verknüpft. Innerhalb einer Arbeitsgruppe werden so mathematisch Modelle von Stoffwechselwegen und die dafür nötigen experimentellen Messwerte erhoben.

 

Das Arbeitkonzept unterteilt sich sowohl in experimentelle Methoden zur Datenerhebung als auch in computergestützte theoretische Methoden zur Datenverarbeitung und –vorhersage.

 

Als Untersuchungsobjekte dienen: 

Vertreter der Familie der Leguminosen: 

  • Erbse (Pisum sativum
  • Schneckenklee (Medicago truncatula), eine Modellpflanze

Vertreter der Einkeimblättrigen als klassische Nutzpflanzen 

  • Gerste (Hordeum vulgare
  • Weizen (Triticum aestivum
  • Reis (Oryza sativa

An diesen Systemen werden verschiedene Fragestellungen im Bereich des Primärstoffwechsels untersucht, mit deutlichem Fokus auf Prozesse während der Phase der Akkumulation von Speicherstoffen im Samen. 

 

Die in der Gruppe verwendeten theoretischen Methoden sind vor allem kinetische Modellierung von Teilbereichen des pflanzlichen Stoffwechsels mit damit verbundener Parameterschätzung und Kontrollanalyse sowie die stoichiometrische Modellierung des gesamten zentralen Metabolismus für strukturelle Untersuchungen des Netzwerkes und Bilanzanalyse. 

 

Den Grundstein für diese Modelle legen die Experimente, in denen Metabolitenkonzentrationen (GC-MS,LC-MS/MS, UPLC), Enzymaktivitäten  und Stoffflüsse (mittels stabiler Isotope, Detektion per GC-MS und LC-MS/MS) gemessen werden. Dabei kommen modernste Hochdurchsatzverfahren und Automatisierungstechniken zum Einsatz.

 

Die Nachwuchsgruppe wird zum Großteil vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des FORSYS-Partner Programms (Forschungseinheiten Systembiologie) gefördert. Es besteht eine starke Anbindung an das FORSYS-Zentrum GoForSys an der Universität Potsdam und am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam-Golm.