q&more
Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

News

Visualisierung von DNA in lebenden Zellen

Neue Anwendung von CRISPR/Cas9 in Pflanzen

IPK/Steven Dreissig

Lebender Zellkern der Pflanze Nicotiana benthamiana mit rot fluoreszierender Telomer-DNA.

20.06.2017: Ein Forschungsteam um Andreas Houben vom Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben und Holger Puchta vom Botanischen Institut des Karlsruher Instituts für Technologie entwickelten eine Methode zur Visualisierung definierter DNA-Abschnitte in lebenden Pflanzenzellen und konnten somit dynamische Bewegungen der Chromosomenenden sichtbar machen. Somit kann die raum-zeitliche Organisation von DNA-Abschnitten im Zellkern analysiert werden. Dies kann wesentlich dazu beitragen das Verständnis über die Funktionsweise von pflanzlichen Genomen zu verbessern.

Die raum-zeitliche Organisation von Genomen ist von zentraler Bedeutung für die Aufrechterhaltung und Regulierung wichtiger zellulärer Funktionen, wie die Expression von Genen, die Verdopplung der DNA und deren korrekte Aufteilung auf die Tochterzellen während der Zellteilung sowie für die Reparatur von DNA. Ein genaues Verständnis der Organisation von DNA im Zellkern ist daher unerlässlich für die Aufklärung der Regulation von Genen und nicht-codierenden DNA-Abschnitten im Verlaufe der Entwicklung von Organismen. Ihre Darstellung kann erreicht werden, indem die Interaktionen zwischen verschiedenen Elementen des Genoms sichtbar gemacht werden. „Während Fluoreszenz-markierte Proteine des Zellkerns bereits in lebenden Pflanzenzellen visualisiert werden können, haben sich die Methoden zum Sichtbarmachen von definierten DNA-Abschnitten als technisch schwierig erwiesen“, erklärt Andreas Houben, Leiter der Arbeitsgruppe Chromosomenstruktur und -funktion am IPK.

Die Entdeckung des bakteriellen CRISPR-Cas9-Systems (type II clustered regularly interspaced short palindromic repeats CRISPR-associated caspase) revolutionierte die gezielte Veränderung von Genen in den letzten fünf Jahren. „Anhand der Weiterentwicklung dieses Systems für die Bildgebung bei Pflanzenzellen kann unser Team nachweisen, dass das Potenzial dieser Technologie weit über das kontrollierte Auslösen von Mutationen hinausreicht“, freut sich Steven Dreissig vom IPK und Erstautor der zugrundeliegenden Studie. „In den Zellen der Pflanze Nicotiana benthamiana, eine nahe australische Verwandte des Tabaks, demonstrieren wir ein Verfahren, mit dem sich wiederholende Sequenzabschnitte der Chromosomenenden, die sogenannten ‚Telomere', sichtbar gemacht werden können und bereiten den Weg für die Visualisierung verschiedenster Orte des Genoms.“

„Darüber hinaus,“ ergänzt Holger Puchta, Leiter des Botanischen Instituts in Karlsruhe, „zeigen wir, dass das CRISPR-Cas9-System mit Fluoreszenz-markierten Proteinen kombiniert werden kann, um das Zusammenwirken von DNA und Proteinen in lebenden Zellen zu verbildlichen“.

Diese neue Entwicklung könnte zukünftig die Bildgebung in lebenden Pflanzen verbessern und Pflanzenwissenschaftlern ermöglichen, einzelne genetische Orte zu visualisieren.

Originalveröffentlichung:
Steven Dreissig, Simon Schiml, Patrick Schindele, Oda Weiss, Twan Rutten, Veit Schubert, Evgeny Gladilin, Michael Florian Mette, Holger Puchta & Andreas Houben; "Live cell CRISPR-imaging in plants reveals dynamic telomere movement"; The Plant Journal; 2017

Fakten, Hintergründe, Dossiers

  • CRISPR
  • Desoxyribonukleinsäure
  • Pflanzen
  • CRISPR-Cas9-Technik
  • Nicotiana benthamiana
  • Telomere
  • Bildgebung
  • CRISPR/Cas9

Mehr über Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung

  • News

    Das Ausleuchten des Genoms

    Seit der Vorstellung des CRISPR/Cas9-Systems im Jahr 2012 schlägt die molekularbiologische Technologie Wellen in der Wissenschaftswelt. Forscher haben sich die Schneidefähigkeiten des Cas9-Proteins zunutze gemacht und bereits diverse Anwendungen für die sogenannte Genschere entwickelt. Fors ... mehr

    Entschlüsselung des Gerstengenoms

    Einem Team internationaler Wissenschaftler legt die erste hochqualitative Referenzsequenz des Gerstengenoms vor. Gerste wird auf der gesamten Welt als Viehfutter und für die Bier- und Whiskeyherstellung genutzt. Die Sequenzierung des Genoms dieser wichtigen Getreideart wurde in den letzten ... mehr

    Nachhaltige Nutzung von Forschungsdaten in den Pflanzenwissenschaften

    Das IPK in Gatersleben macht erstmals eine umfängliche Bilddatensammlung zur Erforschung von Pflanzenarchitektur und -wachstum öffentlich verfügbar. Diese Form der Veröffentlichung von Forschungsdaten ist etwas Neues. Hier stehen der Wert der sehr umfangreichen Daten selbst im Vordergrund, ... mehr

  • q&more Artikel

    Infrarot-Visualisierung von Saccharose in Pflanzen

    Die quantitative Visualisierung der Verteilung von Metaboliten hat in der Medizin und Biologie zahlreiche Anwendungen gefunden, ist jedoch nach wie vor eine schwierige analytische Herausforderung. mehr

  • Autoren

    Dr. Lyudmilla Borisjuk

    Lyudmilla Borisjuk studierte Mikrobiologie und Biochemie an der Kiewer Nationalen T. Shevchenko-Universität (Kiew, Ukraine) und promovierte anschließend in Mykologie. Sie habilitierte an der Leibniz-Universität Hannover für das Fach Pflanzenphysiologie, für das sie die Venia Legendi erhielt ... mehr

    Dr. Hardy Rolletschek

    Hardy Rolletschek studierte Biologie an der Humboldt-Universität zu Berlin. Während und nach der Promotion an der HUB beschäftigte er sich zunächst mit physiologischen Anpassungen von Wasserpflanzen an die aquatische Umgebung, insbesondere ihrer Toleranz zu Sauerstoffmangelsituationen (Hypo ... mehr

    André Guendel

    André Guendel, Jahrgang 1987, studierte Verfahrenstechnik und Biotechnologie an der Technischen Universität Dresden und schloss sein Studium als Dipl.-Ing. ab. Bereits während seines Studiums konzentrierte er sich auf Methodenentwicklung und -optimierung, als er in verschiedenen wissenschaf ... mehr

Mehr über KIT

  • News

    Graphen aus Kohlendioxid

    Die chemische Verbindung Kohlendioxid kennt die Allgemeinheit als Treibhausgas in der Atmosphäre und wegen seines klimaerwärmenden Effekts. Allerdings kann Kohlendioxid auch ein nützlicher Ausgangsstoff für chemische Reaktionen sein. Über eine solche ungewöhnliche Einsatzmöglichkeit bericht ... mehr

    Versteckte Ordnung in der Unordnung

    Den Raum in Zellen mit optimalen geometrischen Eigenschaften einzuteilen, ist eine zentrale Herausforderung in vielen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Nun haben Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mit Kollegen aus mehreren Ländern festgestellt, dass bei amorphen, da ... mehr

    Mit Eierschalen Energie speichern

    Bioabfall in Form von Hühnereierschalen erweist sich als sehr effektiv für die Energiespeicherung. Zu diesem Ergebnis kommt ein internationales Team, zu dem auch Wissenschaftler des vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gegründeten Helmholtz-Instituts Ulm (HIU) gehören. Das nachhalt ... mehr

  • q&more Artikel

    Bewertung der Lungentoxizität von Luftschadstoffen

    Die aktuellen Diskussionen zu Fahrverboten in europäischen Städten zeigen einerseits den hohen Stellenwert, den die Bevölkerung der Luftqualität zumisst, und andererseits den Mangel an Methoden, die von Luftschadstoffen ausgehende Beeinträchtigung der menschlichen Gesundheit direkt zu bewerten. mehr

    Biochemie in der Mikrowelle

    Die Entwicklung neuer Pharmazeutika beruht auf dem zunehmenden Verständnis intrazellulärer Vorgänge. Insbesondere durch die Erforschung von Ligand-Rezeptor-Wechselwirkungen können Wirkstoffe ­besser angepasst werden. Um Medikamente an ihren Wirkungsort ­zu bringen, werden sog. „Carrier“-Mol ... mehr

  • Autoren

    Dipl. Ing. Sonja Mülhopt

    Sonja Mülhopt erwarb 2000 ihr Diplom für Maschinenbau an der Berufsakademie (heute DHBW) Mannheim. Die begleitende Ausbildung durchlief sie am Forschungszentrum Karlsruhe, dem heutigen Karlsruher Institut für Technologie (KIT). 2014 erhielt sie den Master of Science für Chemieingenieurwesen ... mehr

    Dr. Hanns-Rudolf Paur

    Hanns-R. Paur hat als Chemiker an der LMU in München promoviert und war dann als Postdoc an der UC Riverside in Kalifornien. Aktivitäten Von 1997 bis 2018 leitete er die Abteilung Aerosol- und Partikeltechnologie im Institut für Technische Chemie (ITC) des Karlsruher Instituts für Technolog ... mehr

    Prof. Dr. Stefan Bräse

    Stefan Bräse, geb. 1967, studierte Chemie in Göttingen und promovierte dort 1995 an der Universität. Nach Postdoktoraten in Uppsala/S und La Jolla/USA begann er an der RWTH ­Aachen mit seinen eigenständigen Arbeiten (Habilitation in organischer Chemie 2001) und wechselte 2001 als Professor ... mehr

q&more – die Networking-Plattform für exzellente Qualität in Labor und Prozess

q&more verfolgt den Anspruch, aktuelle Forschung und innovative Lösungen sichtbar zu machen und den Wissensaustausch zu unterstützen. Im Fokus des breiten Themenspektrums stehen höchste Qualitätsansprüche in einem hochinnovativen Branchenumfeld. Als moderne Wissensplattform bietet q&more den Akteuren im Markt einzigartige Networking-Möglichkeiten. International renommierte Autoren repräsentieren den aktuellen Wissenstand. Die Originalbeiträge werden attraktiv in einem anspruchsvollen Umfeld präsentiert und deutsch und englisch publiziert. Die Inhalte zeigen neue Konzepte und unkonventionelle Lösungsansätze auf.

> mehr zu q&more

q&more wird unterstützt von:

 

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.