Lead
Chromosomen sind lange Moleküle, die dicht gepackt, ähnlich einem Knäuel, im Zellkern untergebracht sind. Die 3D Struktur, die sie dabei einnehmen, ist jedoch keineswegs zufällig. Wir untersuchen die 3D Struktur der Chromosomen und wie sie molekulare Prozesse im Zellkern beeinflusst.

Lay summary
Inhalt und Ziele des Forschungsprojekts:

Der Chromosomensatz eines Zellkerns kann mehr als einen Meter lang werden. Da Chromosomen jedoch in einem Zellkern von nur 10 Mikrometer Durchmesser Platz finden müssen, werden sie nach einem komplexen System gefaltet. Im Zellkern der Ackerschmalwand berühren sich aufgrund dieser Faltung spezifische chromosomale Regionen und bilden so eine knotenartige Struktur. Diese spielt eine wichtige Rolle in der Verteidigung des Zellkerns gegen invasive DNA-Elemente (z.B. Transgene oder springende Gene/Transposons). Wenn ein solches Element diese 3D Struktur berührt, wird es als fremd erkannt und dessen Transkription gehemmt. Wir untersuchen die molekularen Grundlagen dieser Verteidigungsstrategie und wollen herausfinden, wie der Zellkern zwischen eigener und fremder DNA unterscheiden kann.

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts:

Wir betreiben Grundlagenforschung, die mehrere Gebiete miteinschliesst: Phytopathologie, (Epi-) Genetik und 3D Chromosomenfaltung. Da die Integration von DNA-Elementen ins Genom zu weitreichenden Mutationen führen kann, wird dieser Prozess von der Natur stark reguliert. Solche Mutationen sind nicht nur in der Entstehung von Tumoren involviert, sondern können auch nützlich sein, etwa um die genetische Vielfalt zu vergrössern, die eine fundamentale Voraussetzung für die Pflanzenzucht ist. Das Verständnis, wie der Zellkern invasive DNA-Elemente reguliert, ist daher von breitem Interesse.