KEIN LEBEN OHNE PFLANZEN!

 

Warum ist Pflanzenforschung wichtig?

 

Pflanzen sind die Hauptproduzenten der Ökosysteme in der ganzen Welt und damit für das Leben auf der Erde unverzichtbar. Geraten die Ökosysteme außer Gleichgewicht, sind die Folgen oft unabsehbar. Bereits jetzt haben die Auswirkungen des Klimawandels zu Ressourcen-Knappheit und Naturkatastrophen in weiten Teilen der Erde geführt.

 

Es sind daher wesentliche Neuerungen notwendig, um im 21. Jahrhundert eine nachhaltige Nahrungsmittel- und Energieproduktion sicherzustellen. Einige dieser Innovationen werden erst durch die Grundlagenforschung an Pflanzen möglich, wie sie am Gregor-Mendel-Institut in Wien durchgeführt wird.

 

Pflanzenforschung ist nicht nur für die Pflanzenbiologie wichtig, sondern kann auch zu grundlegenden und bahnbrechenden wissenschaftlichen Entdeckungen für die medizinische Forschung führen: Gregor Mendels Entdeckung der Grundprinzipien der Genetik, Barbara McClintocks Entdeckung von beweglichen DNA-Elementen (Transposons), Dimitri Neljubows Entdeckung des gasförmigen Hormons Ethylen oder die neueren Arbeiten auf den Gebieten der Epigenetik und des RNA-Silencings sind nur einige von zahlreichen Beispielen.

 

KEY FACTS

 

  • Das GMI gehört zu den weltweit renommiertesten Grundlagenforschungseinrichtungen für molekulare Pflanzenbiologie

  • Im Jahr 2000 von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) gegründet

  • 7 Forschungsgruppen

  • über 100 Mitarbeiter aus 25 Ländern

  • internationales PhD-Programm

  • mitten in Wiens wichtigstem Biologieforschungszentrum, dem Vienna Biocenter, St. Marx

 

 

FORSCHUNGS-SCHWERPUNKTE

 

  • Epigenetische Mechanismen

  • Populationsgenetik

  • Chromosomenbiologie

  • Stressresistenz

  • Entwicklungsbiologie

  • Pflanzen-Pathogenen Interaktion

FORSCHUNGSGRUPPEN

 

Wir glauben daran, dass in und durch Pflanzenforschung grundlegende und bedeutende Entdeckungen möglich sind. Am Gregor Mendel Institut arbeiten internationale Top-WissenschaftlerInnen in 7 Forschungsgruppen mit großem Know-how und neuesten Technologien auf dieses Ziel hin.

 

Struktur und Funktion des Chromatins

Frederic Berger

 

Die DNA ist um Proteine – sogenannte Histone – gewickelt, die das Genom – das Erbgut – schützen und Einfluss auf seine Aktivität haben. In Pflanzen ist im Laufe der Evolution eine bemerkenswerte Vielfalt an Histonvarianten entstanden. Wir untersuchen, ob Histonvarianten einen Code darstellen, der sich auf die funktionelle Struktur des Genoms auswirkt. Ziel unserer Forschung ist es außerdem herauszufinden, welche Rolle Histonvarianten bei der pflanzlichen Entwicklung und der Anpassung an die Umwelt spielen.

 

Effectomics – Erforschung der manipulativen Werkzeuge von Pflanzenpathogenen (Krankheitserregern)

Armin Djamei

 

Was passiert wenn eine Pflanze von Parasiten befallen wird? Wie schaffen es diese Parasiten die Abwehrmechanismen der Pflanzen außer Gefecht zu setzen? Parasitäre Pilze wachsen auf lebendem Wirtsgewebe und sind daher Meister in der Manipulation der Abwehrreaktionen des Stoffwechsels und der Entwicklungsprozesse ihrer Wirtspflanzen. Wir erforschen funktionell das Effektom (manipulative Moleküle, die vom Pathogen in den Wirt sekretiert werden), um sowohl Einblicke in die angesteuerten Wirtsstoffwechselprozesse als auch in die Bedürfnisse des Pathogens zu gewinnen.

 

Die Regulation von Wurzelentwicklung

Wolfgang Busch

 

Wurzeln sind für die massive Besiedlung der Erde mit Pflanzen essentiell. Sie verankern Pflanzen im Boden und erschließen Wasser und Salze. Wie schaffen es die Wurzeln, dass sie auch unter widrigsten Bedingungen wachsen können? Welche verschiedenen Gene sind dafür verantwortlich?

Das Wurzelwachstum wird durch molekulare, bisher weitgehend unbekannte Mechanismen ausgefeilt reguliert. Wir verwenden Hochdurchsatz-Bildgebungsverfahren und molekulare Genetik um Gene und Gennetzwerke zu identifizieren, die das Wurzelwachstum kontrollieren.

 

Dynamik epigenetischer und genetischer Information im Zellkern

Ortrun Mittelsten Scheid

 

Zellkerne enthalten sowohl genetische als auch epigenetische Informationen, die die Aktivität der Gene und damit die Eigenschaften der Organismen bestimmen. Wir untersuchen, wie diese Information an nachfolgende Generationen korrekt weitergegeben wird, gleichzeitig aber auch Anpassung der Pflanzen während der Entwicklung oder bei Stress erlaubt. Dadurch hoffen wir neue Erkenntnisse für die Pflanzenforschung, aber auch für die medizinische Forschung zu gewinnen.

 

Funktionen kleiner RNA in Pflanzenembryonen

Michael Nodine

 

Der Grundbauplan der Pflanzen wird während der frühen Embryogenese, der Bildung und Entwicklung des pflanzlichen Embryos, festgelegt. Für diese prägende Phase im Leben einer Pflanze ist eine Klasse von kurzen RNA-Molekülen, sogenannten mikroRNAs, erforderlich. Diese regulieren wann und wo musterbildende Faktoren aktiv sind. Wir verwenden Methoden der molekularen Embryologie sowie computergestütze Verfahren, um zu untersuchen, wie diese faszinierenden Moleküle die frühesten Ereignisse im Leben einer Pflanze regulieren.

 

Populationsgenetik

Magnus Nordborg

 

Der Schwerpunkt unserer Forschung liegt auf natürlichen Variationen: Wie werden individuelle Unterschiede auf DNA-Ebene in sichtbare Unterschiede umgesetzt, wie wird diese Umsetzung durch die Umwelt beeinflusst, und wie wirken sich diese Unterschiede auf den Anpassungserfolg aus? Wir untersuchen diese Fragen anhand der Genome unterschiedlicher Arten, von Pflanzen bis Primaten. Wir arbeiten dabei mit mathematischen Modellen, Feldversuchen und Methoden der Molekularen Genetik.

 

Der Balance-Akt zwischen Wachstum und Verteidigung

Youssef Belkhadir

 

Rasches Wachstum hilft Pflanzen im Wettbewerb mit ihren Nachbarn. Gleichzeitig müssen sie aber auch Pflanzenschädlinge abwehren, um zu überleben. Wie teilen sich die Pflanzen ihre Ressourcen zwischen Wachstum und Verteidigung auf und worauf basieren diese Entscheidungen? Das zu verstehen steht im Mittelpunkt unserer Forschung. Dieses Wissen ist unverzichtbar, um in Zukunft die Menschheit ausreichend mit Nahrungsmitteln und billiger, zuverlässiger Energie versorgen zu können.

Gregor Mendel Institute

of Molecular Plant Biology GmbH

Dr. Bohr-Gasse 3

1030 Wien

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GMI GREGOR MENDEL INSTITUTE

OF MOLECULAR PLANT BIOLOGY

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SCIENCE POOL VIF

GEMEINNÜTZIGER VEREIN ZUR INTERESSENFÖRDERUNG FÜR KINDER UND JUGENDLICHE

http://www.sciencepool-vif.org

BOTANIC QUEST

APP VON GMI UND DEM BOTANISCHEN GARTEN DER UNIVERSITÄT WIEN

http://www.botanicquest.at

Botanic Quest wurde durch das GMI in Zusammenarbeit mit dem Botanischen Institut der Universität Wien realisiert und aus Mitteln der Wirtschaftsagentur Wien gefördert.