Anna Sophie Stasche (Universität Bielefeld)
Anna Sophie Stasche erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bielefeld im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.
Titel: Transcriptionelle Regulation der Expression photosynthetischer Gene in Arabidopsis thaliana
Wie Stasche herausfand, ist die transkriptionelle Regulation von Photosynthese Genen in der Pflanze Arabidopsis thaliana modular. Ein tieferes Verständnis dieser Regulation ist wichtig, auch für zukünftige biotechnologische Ertragsverbesserungen von Nutzpflanzen.
Ausgehend von der Hypothese, dass „photosynthetische Transkriptionsregulation“ die Regulation von Genen des Calvin Benson Bassham Zyklus, der photosynthetischen Elektronentransportkette oder möglicherweise beidem umfasst, wurde eine Metaanalyse veröffentlichter Studien der bekannten photosynthetischer Transkriptionsfaktoren (TFs) GOLDEN 2-LIKE 1(GLK1), GOLDEN 2-LIKE2 (GLK2), GATANITRATE-INDUCIBLECARBONMETABOLISM-INVOLVED (GNC), GNC-LIKE (GNL), ELONGATEDHYPOCOTYL 5 (HY5) and PYTOCHROMEINTERACTINGFACTORs (PIFs)1, 3, 4 und 5 durchgeführt. In der Metaanalyse wurden Informationen über die Bindestellen der TFs in Form von ChIP – und DAP -seq Experimenten mit in RNA-seq oder Microarray detektierter differentieller Expression in Überexpressions und Knock-out Mutanten zusammengeführt.
Die Metaanalyse zeigt mehrere positive und negative Beispiele transkriptioneller Regulation zwischen den analysierten Photosynthese-TFs, was daraufhin deutet dass entgegen der bisher angenommenen Hierarchischen Relation ein Netzwerk von Feedbackloops das Zusammenspiel der Photosynthese TFs bestimmt. Im Einklang mit der Literatur zeigt die Metaanalyse die analysierten PIFs als negative Regulatoren aller Teilprozesse der Photosynthese. Die verbleibenden analysierten TFs hingegen regulieren unterschiedliche Sets von Photosynthese Genen. Die Rgulation der photosynthetischen Antennen-Gene wird in der Metaanalyse beispielsweise als von GLKs positiv und GNC negativ angegeben. In Kontrast dazu identifiziert die Metaanalyse photorespiratorisch Gene als von GLK negativ und von GNC positiv reguliert. Anhand der in der Metaanalyse identifizierten regulatorischen Muster können die photosynthetischen Gene in Module unterteilt werden.
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Anna Sophie Stasche fertigte die Arbeit an der Fakultät Biologie in der Arbeitsgruppe Computational Biology in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Andrea Bräutigam an.