zur Suche springenzur Navigation springenzum Inhalt springen

Leitbild

Im Mittelpunkt der Forschung am Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB) stehen die strukturelle Diversität und Biosynthese sowie die biologischen Funktionen und Wirkmechanismen von pflanzlichen und pilzlichen Naturstoffen, insbesondere von spezialisierten Stoffwechselprodukten und chemischen Signalträgern. Ein Ziel ist es, zu einem möglichst umfassenden Verständnis der Anpassungs- und Entwicklungsprozesse zu gelangen, die aus dem dynamischen Wechselspiel von Pflanzen mit ihrer Umwelt resultieren. Die dadurch bedingte Umsteuerung pflanzlicher Genexpression und die phänotypischen Veränderungen werden in interdisziplinären Forschungsansätzen auf den Ebenen des Genoms, des Proteoms und insbesondere des Metaboloms untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse eröffnen neue Wege für eine pflanzenbasierte Bioökonomie. Sie dienen einer ressourcenschonenden Pflanzenproduktion, innovativen Biotechnologie und Wirkstoffentwicklung, und damit der Gesundheit und Ernährung von Mensch, Tier und Pflanze.

Forschungsprofil

Pflanzen haben sich als Konsequenz ihrer sessilen Lebensweise im Laufe der Evolution zu Spezialisten der flexiblen Anpassung mit hoher Widerstandsfähigkeit entwickelt. Die daraus resultierende Artenvielfalt spiegelt sich in einer enormen chemischen Diversität pflanzlicher Naturstoffe wider. Die artspezifischen Muster dieser Naturstoffe erhalten eine zusätzliche Dimension der Komplexität durch dynamische Veränderungen während der pflanzlichen Entwicklung und Anpassung an fluktuierende Umweltbedingungen. Pflanzen reagieren auf Umweltveränderungen und lokale Herausforderungen mit zielgerichtetem Organwachstum und einer flexiblen Umsteuerung ihres zentralen und peripheren Stoffwechsels. Mit Hilfe niedermolekularer Substanzen erschließen Pflanzen externe Ressourcen, wehren Krankheitserreger und Fraßfeinde ab, oder kommunizieren effizient mit benachbarten Organismen. Pflanzliche Anpassungsreaktionen auf veränderte externe Bedingungen werden über die Einbindung multipler und hochkomplexer informationsverarbeitender molekularer Netzwerke reguliert und auf zellulärer und systemischer Ebene realisiert. Die Kenntnis von Struktur, Synthese, Funktion und Wirkmechanismen biologisch aktiver Stoffwechselprodukte und -intermediate, als auch von regulatorisch wirksamen Proteinen und Nukleinsäuren, ist daher Voraussetzung für ein umfassendes Verständnis pflanzlicher Diversität sowie von wachstums- und entwicklungsfördernden Anpassungsprozessen. Dieser Erkenntnisgewinn ermöglicht neue Wege zur Entwicklung widerstandsfähiger Nutzpflanzen, zu einer nachhaltigen Produktion pflanzlicher Primärstoffe und für innovative Biotechnologie- und Wirkstoffentwicklungen als Grundlagen einer pflanzenbasierten Bioökonomie.

Schwerpunkte

Der Forschungsauftrag des Leibniz-Institutes für Pflanzenbiochemie (IPB), welcher im Zuge des globalen Wandels an gesellschaftlicher Relevanz gewinnt, wird in einer einzigartigen Konstellation und Bündelung von chemischen und biologischen Kompetenzen interdisziplinär umgesetzt. Diese ermöglichen eine enge thematische und kooperative Verknüpfung von Natur- und Wirkstoffchemie, Stoffwechsel- und Proteinbiochemie, Zell- und Pflanzenbiologie, sowie synthetischer Biologie und Biotechnologie, die durch gemeinsam etablierte und genutzte technologische Plattformen, Datenbanken und Schlüsselexpertisen unterstützt werden.

Strategische Schwerpunkte der kooperativen Forschung am IPB sind die folgenden vier Themenfelder:

Naturstoffe

Neue Erkenntnisse und Anwendungen von pilzlich- und pflanzlich-produzierten Wirkstoffen (Isolierung, Analytik, Metabolomik, Synthese, Chemoinformatik, chemische Eigenschaften, biologische Wirkung, Targetidentifizierung und proteom-basierte Methoden).

mehr lesen

Signalträger

Regulation umweltbedingter Anpassungsreaktionen auf molekularer, metabolischer, zellulärer und organismischer Ebene für die Umprogrammierung des pflanzlichen Stoffwechsels und der pflanzlichen Entwicklung. Fokussierung auf relevante biotische und abiotische Parameter, pflanzliche Hormone und chemische Mediatoren, regulatorische Proteine und Nukleinsäuren, sowie assoziierte Signalverarbeitungsmodule.

mehr lesen

Interaktionen

Entschlüsselung der molekularen Erkennung, Signalverarbeitung und Abwehrreaktionen in organismischen Interaktionen zwischen Pflanzen, Pathogenen, Symbionten und Endophyten. Fokussierung auf die chemische Kommunikation mit dem Mikrobiom in der Rhizo- und Phyllosphäre.

mehr lesen

Biotechnologie

Biosynthese, Regulation und Design von Stoffwechselwegen. Biokatalyse, Metabolic Engineering und synthetische Biologie eröffnen neue Wege zur Produktion wertvoller Naturstoffe und deren Derivate auf der Basis natürlicher oder rational konzipierter Biosynthesewege.

mehr lesen

Diese Seite wurde zuletzt am 01.11.2018 geändert.

IPB Mainnav Search