Die Arbeitsgruppe „Synthetische Pflanzenvirologie“ beschäftigt sich mit modifizierten Pflanzenviren, die es erlauben, gewünschte Proteine schnell und in großen Mengen herzustellen. Das Virus bewegt sich hierbei selbstständig durch die Pflanze, repliziert und produziert sowohl seine eigenen Proteine als auch Fremdproteine.
In Zusammenarbeit mit Professor Dr.-Ing. Horst Fischer, Universitätsklinikum Aachen, AöR Lehr- und Forschungsgebiet Zahnärztliche Werkstoffkunde und Biomaterialforschung Aachen
Biomineralisierung dreidimensional gedruckter Hydrogele für den Knochenersatz mittels biotechnologisch modifizierten Pflanzenvirus- Nanopartikeln, die geeignete osteogene Peptide in hohen lokalen Konzentrationen präsentieren (PlantVirusBone)
Das Ziel des Projektes ist die Herstellung von dreidimensionalen zellbeladenen Matrizen für eine verbesserte Knochenmineralisierung. Dies soll durch die Kombination dreidimensionaler Hydrogel-basierter Bioprinting-Verfahren mit Pflanzenvirus-Nanopartikeln (PVNPs) verwirklicht werden.
Rekombinante therapeutische Proteine und proteinbasierte Impfstoffe spielen zunehmend eine wichtige Rolle in der modernen Medizin und Gesundheitsvorsorge. Pflanzen und Pflanzenzellkulturen beginnen sich in dem hart umkämpften Bereich der biotechnologischen Produktionssysteme für rekombinante Proteine immer stärker zu etablieren. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Pflanzen und Pflanzenzellkulturen zahlreiche Vorteile gegenüber den herkömmlichen auf Fermentation basierenden Technologien bieten: die geringen Kosten für die großtechnische Produktion, nahezu unbegrenzte Maßstabsvergrößerung und die Fähigkeit pflanzlicher Zellen, die für viele eukaryotischen Proteine wichtigen posttranslationalen Modifikationen durchzuführen.
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Ab November 2019 startet das neue Projekt zur Funktionalisierung von lichtkontrollierbaren Systemen auf Pflanzenviruspartikeln. Wir gratulieren Louisa Kauth zum Einwerben des Promotionsstipendiums der RWTH-Graduiertenförderung und freuen uns sehr auf die Zusammenarbeit!
Lichtkontrollierbare Proteine bieten die Möglichkeit, die Bildung von Proteinpaare gezielt zu steuern und somit Einfluss auf verschiedenste zelluläre und molekulare Prozesse zu nehmen. Dadurch gewinnen lichtaktivierbare Systeme zunehmendes Interesse im Bereich der Biomedizin und Biomaterialherstellung. Dabei können bereits bekannte wirksame Proteinpaare genutzt werden. Licht dient als effektiver Stimulus für die Bindung der Proteinpaare und kann mit einer hohen räumlichen und zeitlichen Kontrolle angewandt werden. Zudem ist die Lichtintensität einfach zu steuern und das Lichtspektrum breit.
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Im Fokus der Arbeitsgruppe „LignaSyn“ steht die Etablierung eines Synthesewegs zur Produktion von Lignanen in genetisch modifizierten Bakterien. Lignane bilden eine große Gruppe von komplexen natürlichen Verbindungen, die aus dem Shikimisäure-Biosyntheseweg der Pflanzen stammen. Sie kommen beispielsweise in Pflanzen wie der Baldrian- und der Taigawurzel, sowie in verschiedenen essbaren Pflanzenteilen von Lein- und Sesamsamen, Getreidekörnern, Früchten und Gemüse vor. Neben dem Einsatz von Lignanen in der Homöopathie sowie der prophylaktischen Phytotherapie haben insbesondere Lignane aus Podophyllum eine aktuelle Bedeutung als Chemotherapeutika in der Bekämpfung von Leukämien.