MPIPZ-Forscher erhält prestigeträchtigen ERC-Starting Grant

André Marques, Gruppenleiter in der Abteilung für Chromosomenbiologie, erhält angesehenen und heiß begehrten Starting Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC). Dieses ERC-Förderprogramm ermöglicht es exzellenten Nachwuchsforschern, ihre Unabhängigkeit zu stärken, indem sie ihre erfolgreiche Forschung in Europa vorantreiben.

Andrés Gruppe am Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung will die Auswirkungen charakteristischer Chromosomenstrukturen auf die Genomevolution und die meiotischen Anpassungen verstehen.

Chromosomen sind ähnlich wie ein Puzzle, wobei jedes Puzzle-Teilchen einen genetischen Teil eines Chromosoms darstellt. Bei Eukaryonten werden diese genetischen Teile während der Meiose durcheinandergewürfelt, wodurch neue Individuen entstehen.

Diese Vermischung ist wichtig, da sie zur Vielfalt führt und jeden Organismus einzigartig macht. Ein Hauptakteur in diesem Prozess, das Zentromer, wirkt wie ein Knotenpunkt, der den Chromosomen hilft, sich während der Meiose richtig zu teilen.

Eine grundlegende Frage auf diesem Gebiet betrifft die Einflussnahme des Zentromers auf den Prozess der genetischen Vermischung und der Weitergabe. Bei den meisten Pflanzen beeinflussen die Zentromere, wo diese Vermischung stattfindet, ähnlich wie Magnete, die die Teile in bestimmte Richtungen ziehen.

Einige Pflanzen haben diese Zentromere allerdings nicht in der übliche Weise. Stattdessen haben diese so genannten "holozentrischen Pflanzen" viele winzige Zentromer ähnliche Strukturen, die über ihr gesamtes genetisches Material verteilt sind. Faszinierend ist, dass sich dieser Aufbau in verschiedenen Pflanzenfamilien mehrfach entwickelt hat.

Durch die Untersuchung dieser Pflanzen hofft André zu erfahren, wie sich die Meiose verändert, wenn diese Zentromer ähnlichen Strukturen verteilt sind, und wie sich dies auf den Prozess zur Erzeugung von Vielfalt auswirkt.

Das jetzt vom ERC geförderte Projekt "HoloRECOMB" zielt darauf ab, zu verstehen, wie die Meiose in holozentrischen Pflanzen funktioniert. Durch den Vergleich verschiedener holozentrischer Pflanzentypen können die Wissenschaftler:innen herausfinden, wie sich dieser einzigartige Aufbau auf die Art und Weise auswirkt, wie das genetische Material gemischt wird.

Außerdem will das Team herausfinden, wie „Unfälle“ innerhalb der Chromosomen - sie können brechen oder miteinander verschmelzen - den Mischungsprozess und die insgesamt erzeugte Vielfalt beeinflussen.

Darüber hinaus wollen sie herausfinden, ob die Mechanismen zur Umverteilung des genetischen Materials in holozentrischen Pflanzen, mit denen in Pflanzen übereinstimmen, die durch eine singuläre Zentromer Konfiguration gekennzeichnet sind.

"Die Untersuchung dieser speziellen holozentrischen Pflanzen könnte uns ein besseres Verständnis dafür vermitteln, wie die Natur Gene mischt und anpasst, was sowohl von wissenschaftlichem Wert als auch von potenzieller praktischer Bedeutung für die Landwirtschaft und die Verbesserung von Pflanzeneigenschaften ist.“