Teknologiplatforme

Kvantespring i biologisk forskning er tæt sammenkoblet med udviklingen af nye teknologier. Instituttet råder over flere moderne teknologiplatforme, som muliggør forskning i den forreste internationale front. Vi ser det som vores opgave at styrke tværinstitutionelt samarbejde ved at udnytte og videreudvikle platformene.

 

 

Metabolite profiling

En kvantitativ beskrivelse af i princippet alle metabolitter i en organisme eller i et væv er et væsentligt element i beskrivelsen af organismen. Vi har allerede udviklet metoder til bestemmelse af mange metabolitter, både naturstoffer og primære metabolitter, og har opnået stor ekspertise på området. En analyse af metabolitter er en afgørende parameter i visionen om den virtuelle plante og af stor betydning for forskning i planter i relation til fødevarer og sundhed.

 

Vi ønsker at udvide vores platform i metabolite profiling. I erkendelse af at vi ikke kan analysere alle metabolitter, vil vi fokusere på naturstoffer og på kulhydrater, herunder komplekse kulhydrater. For at kunne forstå deres rolle i planten er et væsentligt aspekt at undersøge forskel i profil under forskellige fysiologiske forhold, fx som forsvar mod patogenangreb. Det er vores strategi, at platformen kan udnyttes i en lang række projekter både af os selv og af samarbejdspartnere.

 

Bioinformatik

Genomforskning leder til identifikation af tusindvis af nye gener, der koder for proteiner med ukendt funktion. Bioinformatik er en metodeplatform til dels at forudsige funktion gennem analyse af sekvenser, og dels til at give biologisk mening af store datamængder vedrørende genekspression og metabolit-profiler. Bioinformatik er en vigtig start i den langsigtede målsætning mod udviklingen af ”den virtuelle plante”. Bioinformatik-området ligger i grænsefeltet mellem matematik og biologi, og vi udnytter allerede samarbejdet mellem institutter i Center for Applied Bioinformatics.

 

Bioimaging

Nye teknologier i den post-genome æra giver mulighed for at studere fysiologiske processer på molekylært niveau i hele organismer. Institut for Plantebiologi og Bioteknologi har adgang til den nyeste instrumentering inden for bioimaging, dvs. visualisering in real time af biologiske processer i den levende plante. Vi spiller en central rolle i det tværinstitutionelle samarbejde i Center for Advanced Bioimaging (CAB) Denmark.  

 

Nanobioteknologi

Institut for Plantebiologi og Bioteknologi har igangværende forskning, som giver gode forudsætninger for bidrag inden for nanobioteknologi. Biosensorer er designede proteiner, der kontinuert måler koncentrationen af stof, fx pH, metabolitter og salte, i den levende celle. Institut for Plantebiologi og Bioteknologi ønsker at udnytte vores bioimaging-platform til at udvikle en ny generation af biosensorer i nano-skala, der kodes af syntetiske gener, der nedarves i transgene planter.

 

Institut for Plantebiologi og Bioteknologi har også stor viden om mekanismer for selfassembly af store komplekser af proteiner og polysaccharider. Polysaccharider kan bruges til udvikling af overflader, der kan udnyttes i medicoteknisk udstyr og til drug-delivery. Vi ønsker at udnytte vores styrkeposition på polysaccharidområdet til at bidrage målrettet til praktisk udnyttelse af nanobioteknologi.

 

Proteinbiokemi

Proteiner – strukturelle proteiner og enzymer – udfører praktisk taget altid deres funktion i interaktion med andre proteiner. De interagerende proteiner kan være tæt forbundet i et mere eller mindre statisk kompleks, eller interaktionerne kan være transiente i metabolons eller ved signaltransduktion. En fuld forståelse af et proteins funktion kan ikke opnås ved at studere det isolerede protein, men kræver indsigt i protein-protein interaktionerne. Forskningsområdet forener instituttets biokemiske ekspertise i proteiner, især membranproteiner, med ekspertisen i bioimaging og cellebiologi.

 

På kort sigt er forståelse af protein-protein interaktionerne en kilde til opdagelse og beskrivelse af nye proteiner. På lang sigt er protein-protein interaktionerne en del af den beskrivelse, der er nødvendig i systembiologien og indgår i visionen om den virtuelle plante.

 

Molekylær genetik og transformation

Afklaring af det molekylære grundlag for planters og plantepatogeners livsfunktioner sker i udpræget grad gennem udnyttelse af mutanter. Disse kan være fremkommet ved "forward genetics", hvor mutanterne er udvalgt på baggrund af deres fænotype eller ved "reverse genetics", hvor mutanterne er fremkommet ved at sætte et bestemt gen ud af funktion. Gener kan sættes ud af funktion både ved knock-out mutationer og ved RNAi og lignende mekanismer. Institut for Plantebiologi og Bioteknologi har stor ekspertise i udnyttelse af alle disse typer af mutanter og transformanter. Ekspertisen er især inden for Arabidopsis, men andre plantearter indgår i arbejdet, når det er velbegrundet, ligesom der også er ekspertise i transformation af relevante svampe.

 

Diagnostik og plante-patogen interaktioner

Der er opbygget en stærk teknologiplatform, hvor metoder til sygdomsdiagnostik og karakterisering af patogener baseret på traditionelle metoder kombineres med de nyeste molekylærdiagnostiske teknikker og den tilhørende bioinformatik. Desuden rummer platformen stærke teknologier til undersøgelse af plantens forsvarsrespons. Dette metodegrundlag har ført til udvikling af nye centrale teknologier både for den grundlagsskabende og anvendelsesorienterede forskning i plantepatologi. Rapportørteknologien muliggør detailstudier af genekspression i interaktioner med planten og i studier mellem patogene og antagonistiske svampe.