Tilman Jacob (Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg)
Tilman Jacob erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Halle im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:
Analyse der DNA-Bindungsaktivität von PIF4-Haplotypen und -Mutanten (Analyses of DNA binding activities of PIF4 haplotypes and mutants)
Tilman Jacob etablierte ein in-vitro-Assay, mit dem die Bindung von verschiedenen, natürlich vorkommenden PIF4-Haplotypen an den YUCCA8-Promotor untersucht werden konnte.
Das Verständnis der molekularen Anpassungsmechanismen von Pflanzen an erhöhte Umgebungstemperaturen ist entscheidend für die Züchtung von Kulturen, die an die globale Erwärmung angepasst sind. In der Modellpflanze Arabidopsis thaliana spielt der Transkriptionsfaktor PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR 4 (PIF4) eine bedeutende Rolle in der Koordination von Wachstum und Entwicklung in Reaktion auf äußere Licht- und Temperatureinflüsse.
Um die natürliche genetische Variation verschiedener Arabidopsis-Ökotypen für die Erforschung der molekularen Funktionen von PIF4 zu nutzen, wurde ein Set von sechs natürlich vorkommenden PIF4-Haplotypen ausgewählt, die unterschiedliche Kombinationen häufig auftretender Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs) aufweisen. Jacob etablierte eine Pipeline für die rekombinante Expression dieser PIF4-Haplotypen in Escherichia coli und führte in-vitro elektrophoretische Mobilitätsverschiebungs-Assays (EMSAs) durch, um ihre DNA-Bindungsaktivitäten anhand des YUCCA8-Promotors (pYUC8) zu untersuchen.
Er konnte zeigen, dass alle untersuchten natürlichen PIF4-Haplotypen in der Lage waren, spezifisch an pYUC8 zu binden, im Gegensatz zu einer künstlich erstellten PIF4-Variante mit mutierter DNA-Bindungsdomäne. Es konnte eine Variation der Bindungsaktivitäten zwischen den natürlichen Haplotypen beobachtet werden, jedoch war der Assay nicht robust genug, um reproduzierbare quantitative Unterschiede zu erfassen.
Dennoch stellen die Ergebnisse einen Ausgangspunkt für umfassendere Analysen der PIF4-Haplotypen dar, die zum allgemeinen Verständnis der molekularen Funktion von PIF4 beitragen können und die Erforschung der Thermoregulation in Arabidopsis über die ausschließliche Untersuchung des Col-0-Ökotyps hinaus erweitern werden.
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Tilman Jacob fertigte diese Arbeit am Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften (IAEW) am Lehrstuhl für Ertragsphysiologie der Kulturpflanzen von Prof. Dr. Marcel Quint unter der Betreuung von Dr. Lennart Eschen-Lippold an.