de groep van Dr. Alisdair Fernie richt zich op het identificeren van factoren die betrokken zijn bij de metabole regulatie van het primaire metabolisme in zowel fotosynthetische als heterotrofe weefsels. Bijzondere aandacht wordt besteed aan de rol van de tricarbonzuurcyclus en zijn deelname aan verschillende biologische processen.
verder benutten we brede genetische diversiteit om de genetica van metabolite accumulatie te begrijpen en ontwikkelen we momenteel zeer gevoelige analytische tools om metabole fluxen te bepalen. Verschillende soorten tomaat, maïs en Arabidopsis thaliana zijn de primaire modelsystemen gebruikt.
manipulatie van de dominante fluxen van het koolstofmetabolisme
Different tomato accession lines (Solanum spec.) and Arabidopsis thaliana are the most important model organism for the group. 
in aardappel (Solanum tuberosum) hebben we meerdere strategieën gevolgd om de koolstofflux in zetmeel aan te passen. Interessant is dat in alle gevallen de glycolyse toeneemt terwijl de zetmeelsynthese afneemt in deze transgene planten. We zijn momenteel ook bezig met het analyseren van de sucrose-zetmeelovergang in de tomaat (Solanum lycopersicum). Waar onze belangen zowel sucrose transport en het gebruik ervan in sink organen.Gedreven door de onverwachte metabolische verschuiving naar ademhaling in planten die verbeterde sucrolyse vertonen, hebben we een project gestart dat zich bezighoudt met het beter begrijpen van de bijdrage van de TCA-cyclusenzymen aan metabolische Regulatie (ook in tomaat). Intrigerend, deze studies bleek zeer nauwe banden tussen mitochondriale en fotosynthetische metabolisme die we verder onderzoeken.
analytische en experimentele toolontwikkeling
deze intrigerende resultaten dwongen ons een breed scala van analytische tools te ontwikkelen om de fijne kneepjes van cellulaire biosynthetische machines beter te bestuderen. We hebben niet-waterige subcellulaire fractioneringstechnieken geperfectioneerd om chloroplasten en vacuolen van cytosol te scheiden. Wij werken een metabolite het profileren systeem, gebruikend GC-lidstaten, dat ons toestaat om tussen grote aantallen metabolites binnen elk van deze steekproeven (subcellular fracties of weefselsteekproeven) te onderscheiden. Meer dan 300 verbindingen kunnen op deze manier worden geprofileerd > 100 van deze verbindingen met bekende chemische structuren. Een andere experimentele ontwikkeling die we onderzoeken is het gebruik van chemisch-induceerbare promotoren om transgenexpressie op een gecontroleerde manier aan te drijven om verstoringen van het metabolisme op temporele basis te bestuderen. In de afgelopen jaren hebben we bovendien een RT-PCR platform voor tomaat transcriptie factoren en gevoelige methoden voor het volgen van het metabolisme van stabiele isotoop geëtiketteerd substraat en een LC-MS gebaseerde platform voor de analyse van planten phenylpropanoids en gerichte hormoonanalyse.
Metabolic profiling in Solanaceous species
Metabolic profiling met behulp van gaschromatografie massaspectrometrie (GC-MS) technologieën vertegenwoordigt zowel een snelle en robuuste methodologie voor multiparallel metaboliet analyse en een grotendeels onbenut potentieel op het gebied van functionele genomica. We zijn momenteel in het proces van het gebruik van deze techniek om het primaire metabolisme van genetisch en milieu diverse Solanaceous plant systemen (zowel aardappel en tomaat) profileren. Het gebruik van deze techniek in combinatie met bioinformatische hulpmiddelen voor datamining maakt uitgebreide analyse van metabole fenotypen en de identificatie van metabole fenocopieën mogelijk (d.w.z. twee verschillend gemanipuleerde systemen die op basis van hun metabole complementen sterk op elkaar lijken). Bovendien vergemakkelijkt het feit dat deze methode informatie over vele metabolites binnen één enkel extract oplevert de toepassing van een uitgebreide correlatieanalyse tussen de diverse metabolites en staat zo vele conclusies toe om betreffende metabolische interactie binnen deze systemen worden getrokken.
Different introgression lines of Solanum lycopersicum each harbouring definded and distinct substitutions from Solanum pennelli that cover the entire genome. 
We hebben een groot project opgezet in samenwerking met Prof.Dani Zamir (Hebrew University Of Jerusalem, Rehovot) waarin we de metabole complement hebben geprofileerd van een reeks van meer dan 80 Solanum lycopersicum introgressielijnen die elk gedefinieerde en verschillende substituties bevatten van Solanum pennelli die het gehele genoom bestrijken. Het profileren van deze lijnen zal analyse van lidstaten naast analyse van polymere samenstellingen zoals zetmeel, proteã ne, en componenten van de celwand omvatten. Onlangs hebben we deze uitgebreid op het niveau van samenstelling, weefsel en species om een veel hogere resolutie van de genetische controle van metabolisme te geven en hoe routes en zelfs plantenorganen concurreren om substraat onder een reeks van omgevingsomstandigheden.
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). Co-expressienetwerk tussen polyfenolmetabolisme en lichtsignaalgerelateerde genen. Co-expressiegegevens verkregen uit een co-expressiedatabase gegenereerd door ~1.400 van Affymetrix ATH1 microarrays werden gebruikt in de bouw van een co-expressienetwerk. Elke knoop vertegenwoordigt polyfenolmetabolisme (blauw) en licht signalerend verwante genen (geel).
ook in tomatenfruit zijn we begonnen met het ontrafelen van functionele netwerken die verband houden met transcriptiefactoren en hebben we projecten lopen op het gebied van metabole engineering en metabolomics assisted fokken van fenolen (waarvan bekend is dat het gezondheidsvoordelen heeft voor de mens en helpt bij stressreacties binnen de planten zelf). In Arabidopsis volgen we een soortgelijke benadering met betrekking tot fenolen – met bijzondere aandacht voor de isolatie, identificatie en functionele karakterisering van nieuwe fenylpropanoiden.
andere activiteiten van de groep
De groep van Alisdair Fernie is ook, via financiering van het EU Horizon2020 TEAMING PROJECT PlantaSyst (SGA-CSA nr. 664621 en nr. 739582 onder FPA nr. 664620) momenteel betrokken bij de oprichting van het Centrum voor systeembiologie en biotechnologie in Plovdiv, Bulgarije.
