Friedrich-Schiller-Universität Jena

Struktureinheit Genetik

Willkommen bei der

Struktureinheit Genetik

 

Leiter: Prof. Dr. Günter Theißen
Sekretärin: Sabine Schein

 

Die Struktureinheit Genetik vertritt das Fach Genetik in Forschung und Lehre. Schwerpunkte unserer wissenschaftlichen Arbeit sind Mechanismen der Genregulation bei Bakterien, Pflanzen und Tieren. Unsere Struktureinheit besteht aus drei Arbeitsgruppen:

Lehrstuhl für Genetik

Unsere Arbeitsgruppe untersucht die Struktur, Funktion und Evolution von Transkriptionsfaktoren. Dabei konzentrieren wir uns auf Proteine, die von MADS-Box-Genen kodiert werden. Unser Interesse reicht von Struktur-Funktionsbeziehungen auf molekularer Ebene und Mechanismen der Genregulation (einschließlich der Bedeutung von microRNAs) bis zur Rolle der Transkriptionsfaktoren in der Evolution genregulatorischer Netzwerke und in Entwicklungsprozessen. Ein Schwerpunkt unserer Arbeit besteht darin, die Rolle der MADS-Box-Gene in der Evolution von Blüten und Früchten und bei der Entstehung von Biodiversität aufzuklären. Als Modellsysteme verwenden wir eine Vielfalt an Landpflanzen, die von Moosen bis zu Blütenpflanzen reicht und Kulturpflanzen wie Kohlarten, Reis, Mais, Tulpen und Fichten ebenso umfasst wie Wildpflanzen (z.B. Feldkresse) und typische Labormodelle (Ackerschmalwand, Arabidopsis thaliana). Im Rahmen unserer Studien verwenden wir Methoden der Genetik, Molekularbiologie, Biophysik und Bioinformatik.

Vertretungsprofessur für Genetik (Arbeitsgruppe Haenold)

Die Arbeitsgruppe Haenold am Leibniz-Institut für Alternsforschung, Fritz-Lipmann-Institut e.V. in Jena beschäftigt sich mit den molekularen Vorgängen im jungen und alternden Gehirn und welche Rolle dabei ein wichtiger Genregulator für die Ausbildung von neuronaler Plastizität – der Transkriptionsfaktor NF-kappaB (NF-κB) – spielt. NF-κB bezeichnet einen Proteinkomplex, der die Abschrift (Transkription) von Genen gezielt veranlassen oder verhindern kann. Er besteht aus verschiedenen Untereinheiten, welche über einen klassischen (p50/RelA Dimere) oder einen alternativen (p52/RelB Dimere) Signalweg aktiviert werden. In Spezies-übergreifenden Studien konnte bisher gezeigt werden, dass sich die NF-κB Aktivität mit dem Alter eines Organismus ändert. Es wird vermutet, dass die damit einhergehende verstärkte Bildung von pro-inflammatorischen und regenerations-hemmenden Faktoren kausal zum Alternsprozess beiträgt. Unsere Studien an genetisch veränderten Mäusen zeigen, dass durch einen gezielten Verlust von p50 oder RelA eine Untereinheit-spezifische Modulation der klassischen NF-κB Aktivität induziert werden kann. Am Beispiel des visuellen Systems der Maus konnten wir dabei den Einfluss der jeweiligen Untereinheit auf den Alterungsprozess von neuronalen Netzwerken bestimmen. Zudem konnten wir zeigen das beide Untereinheiten notwendig sind, damit über den klassischen Signalweg wichtige Zielgene für neuronale Lernprozesse (synaptische Plastizität) angeschaltet werden können. In unseren laufenden Arbeiten wollen wir nun herausfinden, wie sich eine geänderte NF-κB Aktivität auf Lernprozesse im Alter auswirkt und welchen Einfluss kognitive Lernprozesse auf die NF-κB Aktivierung im Alter nehmen. 

Arbeitsgruppe Bakteriengenetik

Schwerpunkt unserer Arbeiten ist die Genregulation bei Gram-positiven Bakterien durch kleine regulatorische RNAs (sRNAs) und Transkriptionsfaktoren. Als Modellorganismus verwenden wir Bacillus subtilis. Zum einen untersuchen wir eine in unserer Gruppe entdeckte trans-kodierte sRNA. Diese wirkt einerseits über RNA/RNA-Wechselwirkungen im Arginin-Abbau und andererseits als mRNA für ein Peptid, das nicht nur im Zuckermetabolismus eine Rolle spielt, sondern eine globalere Funktion im RNA-Abbau hat. Zum anderen untersuchen wir drei Toxin-Antitoxin-Systeme vom Typ I, bei denen das Antitoxin eine cis-kodierte sRNA darstellt. In beiden Fällen interessieren uns die biologischen Funktionen dieser sRNAs, ihre molekularen Wirkungsmechanismen sowie ihre Regulation durch Transkriptionsfaktoren. Wir verwenden eine Kombination von in vitro- und in vivo-Techniken zur Charakterisierung von RNA sowie von DNA-bindenden Proteinen.

Gruppenbild062015