Sentral Metabolisme

gruppen Av Dr. Alisdair Fernie fokuserer på å identifisere faktorer involvert i metabolsk regulering av primær metabolisme i både fotosyntetisk og heterotrofisk vev. Spesielt fokus er gitt til rollen til tricarboxylsyre syklusen og dens deltakelse i ulike biologiske prosesser.

Vi bruker videre et bredt genetisk mangfold for å forstå genene ved metabolittakkumulering og utvikler for tiden svært sensitive analyseverktøy for å bestemme metabolske flukser. Ulike arter av tomat, mais og Arabidopsis thaliana er de primære modellsystemene som brukes.

Manipulering av de dominerende fluxene av karbonmetabolisme

Different tomato accession lines (Solanum spec.) and Arabidopsis thaliana are the most important model organism for the group.

Different tomato accession lines (Solanum spec.) and Arabidopsis thaliana are the most important model organism for the group.

i potet (Solanum tuberosum) har vi tatt flere strategier for å justere karbonfluss til stivelse. Interessant, i alle tilfeller øker glykolyse mens stivelsessyntese reduseres i disse transgene plantene. Vi er for tiden også engasjert i å analysere sukrose-stivelsesovergangen i tomaten (Solanum lycopersicum). Hvor våre interesser inkluderer både sukrose transport og bruk i vask organer.Drevet av det uventede metabolske skiftet mot respirasjon i planter som viser forbedret sukrolyse, startet vi et prosjekt som var opptatt av å forstå BEDRE BIDRAGET FRA tca-syklusenzymer til metabolsk regulering (også i tomat). Intriguingly viste disse studiene svært tette koblinger mellom mitokondriell og fotosyntetisk metabolisme som vi undersøker videre.

Analytisk og eksperimentell verktøyutvikling

disse spennende resultatene tvang oss til å utvikle et bredt spekter av analytiske verktøy for bedre å studere intricacies av cellulær biosyntetisk maskineri. Vi har perfeksjonert ikke-vandige subcellulære fraksjoneringsteknikker for å skille kloroplaster og vakuoler fra cytosol. Vi driver et metabolittprofileringssystem, VED HJELP AV GC-MS, som gjør at vi kan skille mellom et stort antall metabolitter i hver av disse prøvene (subcellulære fraksjoner eller vevsprøver). Over 300 forbindelser kan profileres på denne måten > 100 av disse forbindelsene har kjente kjemiske strukturer. En ytterligere eksperimentell utvikling som vi utforsker, er bruken av kjemisk induserbare promotorer for å drive transgenuttrykk på en kontrollert måte for å studere forstyrrelser av metabolisme på tidsmessig basis. I de senere år har VI i tillegg etablert EN RT-PCR-plattform for tomat transkripsjonsfaktorer og sensitive metoder for å følge metabolismen av stabil isotop merket substrat og EN LC-MS – basert plattform for analyse av plantefenylpropanoider og målrettet hormonanalyse.

Metabolsk profilering i Solanaceous arter

Metabolsk profilering ved hjelp av gasskromatografi massespektrometri (GC-MS) teknologier representerer både en rask og robust metode for multiparallell metabolittanalyse og et stort sett uutnyttet potensial innen funksjonell genomikk. Vi er for tiden i ferd med å bruke denne teknikken til å profilere den primære metabolismen av genetisk og miljømessig varierte Solanaceous plantesystemer (både potet og tomat). Bruk av denne teknikken i tandem med bioinformatiske verktøy for data mining tillater omfattende analyse av metabolske fenotyper og identifisering av metabolske fenokopier (dvs.to forskjellige manipulerte systemer som ligner hverandre på grunnlag av deres metabolske komplementer). Videre letter det faktum at denne metoden gir informasjon om mange metabolitter i et enkelt ekstrakt anvendelsen av en omfattende korrelasjonsanalyse mellom de forskjellige metabolitter og gjør det mulig å trekke mange konklusjoner om metabolske interaksjoner i disse systemene.

Different introgression lines of Solanum lycopersicum each harbouring definded and distinct substitutions from Solanum pennelli that cover the entire genome.

Ulike introgression linjer Av Solanum lycopersicum hver huse definded og distinkte substitusjoner Fra Solanum pennelli som dekker hele genomet.

Vi har gjennomført et stort prosjekt i samarbeid Med Prof. Dani Zamir (Hebrew University Of Jerusalem, Rehovot) der vi har profilert metabolsk komplement av en serie på over 80 Solanum lycopersicum introgression linjer hver husing definerte og distinkte substitusjoner Fra Solanum pennelli som dekker hele genomet. Profilering av disse linjene vil inkludere MS-analyse sammen med analyse av polymere forbindelser som stivelse, protein og celleveggkomponenter. Nylig har vi utvidet disse på sammensatt, vev og artsnivå for å gi en mye høyere oppløsning av den genetiske kontrollen av metabolisme og hvordan veier og til og med planteorganer konkurrerer om substrat under en rekke miljøforhold.

Co-expression network between polyphenol metabolism and light signalling related genes. Co-expression data obtained from a co-expression database generated by ~1,400 of Affymetrix ATH1 microarrays was used in the construction of a co-expression network. Each node represents polyphenol metabolism (blue) and light signaling related genes (yellow).

Samuttrykksnettverk mellom polyfenolmetabolisme og lyssignalrelaterte gener. Co-expression data hentet fra en co-expression database generert av ~1,400 Av Affymetrix ATH1 mikroarrays ble brukt i konstruksjonen av et co-expression nettverk. Hver node representerer polyfenolmetabolisme (blå) og lyssignalrelaterte gener (gul).

Også i tomatfrukt har vi begynt å unravel funksjonelt nettverk knyttet til transkripsjonsfaktorer og har prosjekter som kjører på metabolsk engineering og metabolomics assistert avl av fenolikker(som er velkjent det har helsemessige fordeler for mennesker, samt å hjelpe til med stressresponser i plantene selv). I Arabidopsis følger vi en lignende tilnærming med hensyn til fenoler – spesielt oppmerksom på isolasjon, identifikasjon og funksjonell karakterisering av nye fenylpropanoider.

Andre gruppeaktiviteter

Gruppen Av Alisdair Fernie er også, via finansiering FRA EU Horizon2020 TEAMING PROJECT PlantaSyst (SGA – CSA no 664621 og no 739582 under FPA no. 664620) for tiden involvert i å hjelpe etableringen Av Center Of Plant Systems Biology and Biotechnology I Plovdiv, Bulgaria.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.