ADVANCIS

Entwicklung und Kombination von in silico und neuen experimentellen Ansätzen zur Genom-weiten Identifizierung cis-regulatorischer Elemente

Projektbeschreibung

---

Die Expression von Genen wird primär reguliert durch die Bindung von Transkriptionsfaktoren an cis-regulatorische Sequenzelemente, die gewöhnlich in der Promotorregion lokalisiert sind, welche dem jeweils regulierten Gen vorangeht. Diese Bindungsereignisse sind von großer Bedeutung für die Steuerung der pflanzlichen Entwicklung und Architektur sowie für die Aufrechterhaltung wichtiger Organ- und Gewebe-spezifischer Funktionen. Darüber hinaus ermöglichen sie Pflanzen, auf endogene und Umweltreize hin eine angemessene Modifikation von Metabolismus, Wachstum und Entwicklung. Die Modifikation dieser Zielprozesse ist in der Züchtung und in der pflanzlichen Biotechnologie von großem Interesse. Jedoch steht bislang nur eine ungenügend kleine Auswahl an cis-regulatorischen Sequenzelementen zur Verfügung, und neue Elemente können oft nicht zuverlässig identifiziert werden. Das wesentliche Ziel dieses Vorhabens ist eine beschleunigte und verlässlichere Identifizierung effektiver cis-regulatorischer Elemente durch die Entwicklung und Kombination von neuen in silico und experimentellen Verfahren.
Die Identifizierung cis-regulatorischer Sequenzelemente in GABI-ADVANCIS beruht auf der Kombination von (a) Ko-Regulationsanalysen innerhalb einer Vielzahl großer Datensätze Genom-weiter Expressionsdaten verschiedener Entwicklungsstadien, Zelltypen und Stimuli, (b) Motif-Suchen in Promotorsequenzen von ko-regulierten Genen, und (c) der Integration von Transkriptprofilen mit genomischer Sequenzinformation verschiedener verwandter Pflanzenarten unter Anwendung zwischen-artlicher Expressions- und Mikroarray-Analysen zur Erhöhung der Präzision und Verlässlichkeit der Vorhersagen putativer cis-regulatorischer Sequenzelemente („Phylogenetic Footprinting“). In einem komplementären Ansatz (d) werden Methoden für die experimentelle Selektion und Evolution synthetischer cis-regulatorischer Sequenzelemente entwickelt und eingesetzt. Zur experimentellen Validierung (e) werden minimale Promotoren mit putativen cis-regulatorischen Sequenzelementen konstruiert für eine darauf folgende Überprüfung der Funktionalität in Zellkulturen und intakten Pflanzen. Dies dient als „Proof-of-Concept“ für die Konstruktion von synthetischen, spezifisch induzierbaren Promotoren und liefert validierte cis-regulatorische Sequenzelemente für Tests in Erntepflanzen. Die Resultate von GABI-ADVANCIS sind über eine erweiterte AthaMap Datenbank zugänglich.

• Alle Projekte
• Downloads
• Kontakt
• Impressum