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Pflanzenleben im Molekülformat

Prof. Dr. Thomas Altmanns Antrittsvorlesung befasste sich

mit der Genomanalyse von Pflanzen

Im Mittelpunkt der Antrittsvorlesung von Thomas Altmann stand die funktionelle Genomanalyse bei Pflanzen.

Bereits während seines Biologiestudiums in Gießen und Berlin ging Thomas Altmann auf die„Genetikstrecke“. Zunächst als Diplomand und später als Doktorand experimentierte er am Institut für genbiologische Forschung der Freien Universität in Dahlem. Dort überführte er erfolgreich DNA-Elemente des Maises in Zellen der Unkrautplanze Ackerschmalwand(Arabidop­sis). Die Arabidopsis— wegen ihres kleinen, kompakten und trotzdem voll funktionsfähigen Genoms ein weltweit bevorzugtes Untersuchungs­objekt— blieb auch Gegenstand seiner Habilarbeit an der FU. Hier stand Genomanalyse zur Beantwortung entwicklungsbiologischer Fragen im Mittelpunkt.

m„funktionelle Genomanalyse bei | Pflanzen als Weg zur umfassenden Auf­klärung der Lebensvorgänge auf mole­

kularer Ebene“ ging es dann auch in der Antritts­

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vorlesung des Genetik-Professors am heißen Sommerabend des ı1. Juli im Uni-Naturwissen­schaftsgebäude in Golm. Die etwa 50 Zuhörer— unter ihnen zahlreiche Studierende— wurden im wahrsten Sinne des Wortes in die vorderste Linie naturwissenschaftlicher Erkenntnis geführt, übersichtlich und in hohem Maße bild­haft-anschaulich. Pflanzengenomforschung sei nötig, motivierte der Referent seine Zuhörer, denn schließlich würden die Pflanzen 99 Pro­zent der Gesamtmasse aller Lebewesen ausma­chen, 170 Milliarden Tonnen Biotrockenmasse pro Jahr produzieren, Energie- und Körperauf­baustoffe für das Leben von Mensch und Tier bereitstellen und die Grundlage zum Beispiel für Bekleidung, Arzneimittel, Baustoffe bilden. Da wäre es schon interessant, umfassende Kennt­nisse über die Lebensvorgänge in Pflanzen zu gewinnen: Wie verlaufen pflanzliche Entwick­lungsprozesse? Was spielt sich im Stoffwechsel­

Foto: Bergmann

geschehen ab? Wie erfolgt die Interaktion der

Samenpflanzen mit der Umwelt, auf welche

Weise reagieren sie auf Hitze-, Wassermangel­oder Schädlingsstress?

Wie schwierig es ist, auf solche Fragen Ant­worten zu finden, bekamen Thomas Altmanns Zuhörer bald zu spüren, stellen doch Pflanzen recht komplexe Systeme dar.}

„Als Zugang zum System Pflanzen mit sei­nen fast unzähligen Komponenten wählten wir die Genomanalyse, das heißt, wir studierten und studieren die Bauanleitung für die Pflanzen, ihr Erbgut, ihr Genom“, führte der junge Professor die Zuhörer in den Kernbereich seines Vortrages ein. Da gelte es zunächst einmal, das Erbgut der Pflanze detailliert zu entschlüsseln. Dann müss­ten die Genprodukte, in der Regel die erzeugten Proteine(Eiweißstoffe) bestimmt werden. Fer­ner interessierten den Genetikforscher die Funk­tionen der einzelnen Genprodukte beispiels­weise beim Aufbau der Zellen, bei katalytischen Prozessen, bei der Gewährleistung von Sensorik und Signalübertragung. Als der Redner dann schließlich seine Genomanalysetätigkeit konkret vorstellte, kamen doch die weniger fachlichen Vorgebildeten im Publikum ins Staunen.

So wurden die 130 Millionen Basenpaaren der Arabidopsis-DNA in Teilstücke zu je etwa 100000 zerlegt, die Teilstücke zur Vermehrung in Bakterien eingeschleust, genau bezüglich ihrer Zusammensetzung untersucht und virtuell wieder zu einem Genom zusammengefügt— diesmal mit 115 Millionen Basenpaare.„Compu­terprogramme helfen uns dann zu erkennen, wo auf der DNA ein Gen beginnt und wo es endet“, erklärte Thomas Altmann.„Wir fanden bei den 115 Millionen Basenpaaren ungefähr 25000 Gene in relativ geringem Abstand zueinander.“

Im weiteren Verlauf seiner Vorlesung erläu­terte der Referent aktuelle Methoden und Tech­niken der experimentellen und rechnerischen Bestimmung von Genaktivitäten und—aktivitäts­bedingungen, der Produktion von Proteinen mit unterschiedlichen Funktionen und der Ermitt­lung der differenzierten Zuständigkeit“ der zahlreichen Gene für Lebensprozesse des Acker­schmalwand-Unkrautes.

Eines steht fest— und das unterstrich auch die lebendige Diskussion im Anschluss an die Antrittsvorlesung: Thomas Altmann hat mit sei­ner vor einem Jahr angetretenen Genetik-Profes­sur einen zukunftsträchtigen Forschungsgegen­stand an unserer Universität etabliert.

Seine elfköpfige Arbeitsgruppe dürfte mit dazu beitragen, dass eines Tages in größerem Umfang auch Kulturpflanzen zielgerichtet und rational begründet bezüglich ihrer Wachstums­prozesse und Produkteigenschaften optimiert

ak

werden können.

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