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Teilprojekte der Forschungspartner

Blüten von H. perforatum mit dunklen Drüsen (Foto: P. Rizzo, IPK)
Blüten von H. perforatum mit dunklen Drüsen (Foto: P. Rizzo, IPK)

Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung, IPK Gatersleben

Am IPK werden Hypericum perforatum-Akzessionen mit unterschiedlicher genetischer Ausstattung kultiviert und genetisch charakterisiert. In der Apomixis-Forschungsgruppe werden insbesondere Genom- und Transkriptomanalysen von Blüten durchgeführt. Dabei wurde in mehreren, genetisch verschiedenen Hypericum-Linien ein Phaenotyp (GPT) gefunden, der im Plazentagewebe keine dunklen Drüsen ausbildet und auch kein Hypericin enthält. Basierend auf dieser Entdeckung werden differentielle Genomanalysen durchgeführt, um Gene zu identifizieren, die an der Biosynthese von Hypericin bzw. an der Entwicklung der dunklen Drüsen beteiligt sind. 

Abteilung Stoffwechsel- und Zellbiologie, IPB

Ziel der Arbeit der Abteilung Stoffwechsel- und Zellbiologie ist es, die intakten Drüsen aus Hypericum-Blättern zu isolieren, die RNA zu sequenzieren, um im Anschluss ein de-novo-Transkriptom zu generieren. Die Suche nach Kandidatengenen, die für Enzyme kodieren, welche eine Rolle im Hyperforin-/ Hypericin-Biosyntheseweg spielen, erfolgt mittels differentieller Expressions-Analyse im Vergleich mit drüsenfreiem Blattgewebe. Hauptaugenmerk wird hierbei auf putative Prenyltransferasen und Polyketidsynthasen gelegt, welche nach heutigen Kenntnissen die Hauptrolle in den zugrundeliegenden Biosynthesewegen spielen.

Technische Universität Braunschweig

Die Arbeitsgruppe Beerhues trägt mit langjährigen Erfahrungen zur Aufklärung der Biosynthese bedeutender Inhaltsstoffe bei. Kürzlich wurde ein Hyperforinderivat mit methyliertem Grundgerüst, genannt Hyperpolyphyllirin, von der AG Wessjohann (IPB, s.u.) aus Hypericum polyphyllum isoliert. Die verantwortliche Polyketidsynthase ist bisher nicht bekannt. Ausgehend von diesem veränderten Grundgerüst werden biosynthetische Studien begonnen, die später durch Transkriptomanalysen ergänzt werden. 

1H-NMR-Spektren von Hypericum-Proben
1H-NMR-Spektren von Hypericum-Proben

Abteilung Natur- und Wirkstoffchemie, IPB

In der Abteilung Natur- und Wirkstoffchemie werden Metabolitenprofile von definierten Extrakten verschiedener Hypericum-Linien mittels Massenspektrometrie und Kernresonanzspektroskopie erstellt. Gleichzeitig wird am IPB und in Kooperation mit weiteren Partnern die Bioaktivität der Extrakte ermittelt und mittels Korrelationsanalysen die potentiell verantwortlichen Inhaltsstoffe bestimmt. Nach der Identifizierung erfolgt die Charakterisierung, Isolierung und Strukturaufklärung der aktivitätsrelevanten Metaboliten aus Johanniskraut-Extrakten. Ferner werden die Methoden unserer Aktivitäts-Korrelations-Analysen (Reverse Metabolomics) in Zusammenarbeit mit der AG Neumann (IPB, s.u.) weiter verfeinert.

Universität Oslo

Das Pahnke Lab konzentriert sich auf die Untersuchung von grundlegenden molekularen Mechanismen und neuen Behandlungsmöglichkeiten von neurodegenerativen Erkrankungen mit besonderem Fokus auf Alzheimer-Demenz. In den letzten Jahren konnte in Mausmodellen gezeigt werden, dass durch Aktivierung von ABCC1-ATPasen der Aβ-Gehalt im Gehirn sinkt. In verschiedenen Assay-Systemen wird nun die Wirkung von Johanniskrautextrakten untersucht.

Bioinformatik - IPB und Universität Halle

Alle im Rahmen des Projektes erhobenen Daten werden am IPB in der Arbeitsgruppe Bioinformatik und Massenspektrometrie zur Analyse zusammengeführt und dort mit Methoden der Bioinformatik und Biostatistik ausgewertet, um Korrelationen zwischen chemischen Inhaltsstoffen und ihrer biologischen Aktivität aufzudecken. Auch der Zusammenhang zwischen Metaboliten und Genen soll betrachtet werden. Unterstützt wird die AG dabei von Prof. Posch, Leiter der AG Bioinformatik und Mustererkennung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Die gefundenen Metaboliten können im Anschluss mit Hilfe von Datenbanken bezüglich ihrer Funktion und ihrer Beteiligung an bestimmten Stoffwechselwegen charakterisiert werden.

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Diese Seite wurde zuletzt am 06.04.2016 geändert.

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