Forschung

Plastiden stellen eine große Gruppe von Organallen dar, welche in allen Pflanzen und Algen vorkommen. Der bekannteste Vertreter dieser Gruppe sind die Chloroplasten, deren Hauptfunktion in der Umwandlung von Licht in chemische Energie durch Photosynthese besteht. Chloroplasten sind durch Endosymbiose entstanden, und der Großteil der plastidären Gene wurden im Laufe der Evolution in den Zellkern der Wirtszelle transferiert. Somit muss die Mehrzahl aller Proteine des Chloroplasten post-translational zum Organell transportiert und importiert werden. Dieser Transportprozess wird durch zwei Multiproteinkomplexe in beiden Chloroplastenmembranen bewerkstelligt: dem Toc (translocon at the outer envelope of chloroplasts) und Tic (translocon at the inner envelope of chloroplasts) Komplex. Außerdem verlangen die Vielzahl an biosynthetischen Prozessen im Chloroplasten den Import von nicht nur Proteinen, sondern auch einen massiven Austausch von Metaboliten durch entweder Transporter in der inneren oder durch selektive Ionenkanäle in der äußeren Chloroplastenmembran. In unserer Arbeitsgruppe finden eine Reihe von verschiedenen Modellsystemen Verwendung, wie beispielsweise Blütenpflanzen (Arabidopsis thaliana, Pisum sativum), nicht-vaskuläre Pflanzen (Physcomitrella patens) und Cyanobakterien (Synechocystis). Wir benutzen eine Vielzahl von biochemischen und molekularbiologischen Methoden, um die Komponenten und Regulationsmechanismen der unterschiedlichen Protein- oder Metabolittransportprozesse zu charakterisieren. Im besonderen fokussieren wir uns hierbei auf (i) den Transport von Präproteinen zum und Import in den Chloroplasten, (ii) die Regulation des Proteinimports an der inneren Membran und (iii) die Charakterisierung von Metabolittransportern in der äußeren Membran. Weitere Details der Forschungsthemen sind unter den einzelnen Unterarbeitsgruppen zu finden.