DBG · Nachwuchsförderung

Fabian-Philipp Sylvester (FU Berlin)

Fabian-Philipp Sylvester erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der FU Berlin im Jahr 2018 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Gezieltes „genome editing“ via CRISPR/Cas9 und Charakterisierung von CDPKs in der Stressantwort"

Diese Arbeit zeigt das große Potential des CRISPR/Cas9-Systems hinsichtlich der Untersuchung von gekoppelt vererbten Isoformen einer Genfamilie, hier anhand eines CDPK Gen-Clusters von Arabidopsis thaliana. Mit diesem System gelang es Sylvester, erstmals auch eine Dreifachmutante, mit einer weiteren CDPK Isoform, zu erzeugen.

Für die homologen Calcium-abhängingen Protein Kinasen (CDPK auch CPK) CPK21 und CPK23 aus Arabidopsis thaliana konnten in der Vergangenheit überlappende Funktionen in der Phytohormon Abscisinsäure-vermittelten Stressantwort festgestellt werden. Aufgrund der hohen Homologie beider CPKs und deren überlappende Funktionen wurden zumindest teilweise genetische Redundanzen angenommen. Die Generierung eine Doppelmutante über Kreuzungen ist durch die benachbarte Lokalisation nicht möglich. Daher wurde in dieser Arbeit eine, mittels „genome editing“ erzeugte, CPK21 und CPK23 Doppelmutante gemeinsam mit den entsprechenenden Einzelmutanten untersucht. Die Mutanten wurden im Hinblick auf Keimungsrate, Wurzelwachstum, Biomasse und Rosettendurchmesser analysiert. In diesen phänotypischen Untersuchungen konnten in der Masterarbeit für Keimlinge der cpk21- und cpk23-Mutante und der cpk21cpk23 Doppelmutante ein reduziertes Wurzelwachstum beobachtet werden. Interessanterweise konnte hierbei aber keine stärkere Ausprägung des Phänotyps in der Doppelmutante beobachtet werden, was darauf hindeutet, dass der makroskopische gleiche Phänotyp auch bei so homologen Genen auf unterschiedliche molekulare Phänotypen zurück zuführen sein könnte. Auch könnten weitere ebenfalls redundante CDPKs eine Rolle spielen. Daher wurde in dieser Arbeit erstmals auch eine Dreifachmutante, mit einer weiteren CDPK Isoform, durch Genomeditierung mittels des CRISPR/Cas9-Systems erzeugt.

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Fabian-Philipp Sylvester fertigte die Arbeit in der Abteilung Biochemie der Pflanzen in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Tina Romeis an.