Biosyntese og regulering af bio-aktive naturstoffer i kålplanter
Fagområde
Plantebiologi
Videnskabsministeriets EliteForsk-rejsestipendiater
Planter har tusindvis af stoffer, som de bruger i samspillet med omgivelserne. En af grundene til, at planter producerer disse stoffer, er, at planter ikke har muligheden for at flytte sig i tilfælde af for eksempel angreb fra insekter eller ekstremt vejr, og derfor bliver de nødt til at være i stand til at klare sig, hvor de nu engang har slået rod. Glucosinolater er en gruppe af bioaktive naturstoffer, som planter af kålfamilien producerer. Glucosinolater har en række funktioner blandt andet som komponent i planternes forsvar mod insekter og patogener, som biopesticider i landbruget, og som smagsstoffer med den karakteristiske skarpe sennepssmag. Det har desuden vist sig, at specifikke glucosinolater har en cancer-præventiv effekt, og det er sandsynliggjort, at glucosinolaterne er årsagen til den cancer-præventive effekt, som for eksempel broccoli har.
Målet med mit projekt har været at finde de gener, der koder for de enzymer, der producerer de cancer-præventive glucosinolater. Et andet mål har været at finde gener, der regulerer biosyntesen af de cancer-præventive glucosinolater. Det er lykkedes at identificere gener både i biosyntesen og i reguleringen af disse stoffer i Arabidopsis, som er den modelplante, vi arbejder med. Ved at benytte forskellige transgene metoder har vi været i stand til at ændre sammensætningen af glucosinolaterne i Arabidopsis, så indholdet af de ønskværdige glucosinolater nu er højere.
Hvad er de forskningsmæssige perspektiver i dit område?
Specifikke glucosinolater har forskellige nyttevirkninger i f.eks. sygdomsresistens eller sundhedsfremme, herunder kræftforebyggelse. Vi har identificeret enzymer og regulatorer af biosynestesevejen for disse stoffer. Denne viden kan bruges til at forædle kålplanter med en optimal sammensætning af glucosinolater i forhold til de ønskede egenskaber.
Hvad skal dit rejsestipendium bruges til?
Studieopholdet skal bruges til at lære de nyeste teknikker inden for systembiologi, hvor metodiske og computationelle fremskridt nu gør det muligt at integrere highthroughput globale microarray- og metabolitprofileringsdata med naturlig variation og dermed identificere de gener, som kontrollerer plantens fitness og kemiske sammensætning.
Hvorfor har du valgt at rejse til netop det forskningsmiljø?
Prof. Dan Kliebenstein, University of California, Davis, er en førende kapacitet inden for systembiologi til udnyttelse af naturlig genetisk variation, hvor molekylær forskel i specifikke geners ekspression giver sig udslag i for eksempel planter med forskellig kemiske sammensætning og overlevelsesevne. Desuden har UC Davis igennem mange år satset på forskning inden for planter, hvilket har resulteret i, at det er et af USA’s førende landbrugsuniversiteter med mange førende forskere inden for planteforskningen.
Hvor længe skal du være væk?
6 måneder.
Hvad forventer du at få ud af opholdet?
Opholdet vil give mig forståelse for og hands-on erfaring med, hvordan naturlig genetisk variation kan bruges til at finde regioner af DNA, der er vigtig for en bestemt egenskab som for eksempel niveauet af bestemte stoffer i planten.
Hvordan opstod din interesse for netop dette forskningsfelt?
Igennem mit arbejde med at opklare biosyntesen og reguleringen af naturstoffer, læste jeg artikler med data om naturlig genetisk variation og glucosinolater. Jeg fandt ud af, at jeg kunne bruge disse publicerede data til at guide mig til de regioner af genomet, hvor det var mest sandsynligt, jeg ville finde de biosyntesegener og regulatorgener, som jeg var interesseret i. Det vakte min interesse for at forstå, hvordan disse resultater var fremkommet, og hvordan de helt præcist kan bruges.
Ph.d.-projektets titel
Biosyntese og regulering af alifatiske glucosinolater
Kontaktinfo
Bjarne Gram Hansen. Telefon: 35283771
E-mail-adresse: bjh@kvl.dk
(bjh@life.ku.dk)
Forskningsinstitution og adresse
Københavns Universitet, Det Biovidenskabelige Fakultet
Institut for Plantebiologi, Plantebiokemisk Laboratorium
Thorvaldsensvej 40
1871 Frb C
Til hvilken institution/land går rejsen?
University of California, Davis, USA.