Metabolomics


Arbeitsgruppe Metabolomics und Biologische Wirkstoffe

Metabolomics ist eine junge, aufstrebende Forschungsdisziplin, die darauf abzielt, durch vergleichende Untersuchungen herauszufinden wie die Gesamtheit der Stoffwechselprodukte eines biologischen Systems (=Metabolom) durch definierte biotische oder abiotische Störungen beeinflusst wird.

Die Arbeitsgruppe. V.l.n.r. hinten: Benedikt Warth, Christina Schneider.
                  Mitte: Jördis Prenner, Bernhard Kluger, Alexandra Simader, Nora Neumann.
         Vorne: Maria Doppler, Jacqueline Reiterer, Rainer Schuhmacher, Alexandra Parich, Christoph Büschl.

Schwerpunkte unserer Forschungsarbeiten

     

Unsere Forschung basiert auf enger interdisziplinärer Zusammenarbeit mit Partnern aus der Bioinformatik, Molekularbiologie oder den Pilz- und Pflanzenwissenschaften und umfasst folgende Schwerpunkte:

  • Entwicklung und Anwendung verbesserter Metabolomics-Verfahren
  • Studium von Mikroben, Pflanzen, Insekten & deren Interaktion
  • Analytik sekundärer, primärer & flüchtiger Substanzen
  • Aufreinigung, Isolierung & Charakterisierung bioaktiver Substanzen
  • Qualitätssicherung im Bereich Metabolomics

Methodischer Ansatz

Für die Entwicklung neuer, verbesserter Metabolomics-Verfahren und deren Anwendung in biologischen Experimenten verwenden wir hauptsächlich Flüssigchromatographie und Gaschromatographie, jeweils in Verbindung mit Massenspektrometrie (LC-MS und GC-MS). Während die LC-MS in erster Linie für die Bestimmung sekundärer Stoffwechselprodukte zum Einsatz kommt, dient die GC-MS dem Nachweis primärer Metabolite und flüchtiger Substanzen. Ein Schwerpunkt unserer Arbeiten liegt auf dem systematischen Einsatz von Stabilisotopen-Techniken (13C, 15N, 34S). Die Verwendung isotopenmarkierter Organismen und Substanzen bietet zahlreiche Vorteile, die wir gezielt nutzen für

  • eine verbesserte Erfassung aller von einem System gebildeten Stoffwechselprodukte
  • deren genauere Metabolom-weite, vergleichende Quantifizierung
  • eine effizientere Struktur-Charakterisierung der nachgewiesenen Substanzen und für
  • die Entwicklung neuer, verbesserter Software für die automatisierte Datenauswertung.

Aktuelle Forschungsprojekte

In unseren Forschungsprojekten entwickeln wir die Metabolomics-Plattform methodisch ständig weiter. Daneben werden die bestehenden Verfahren eingesetzt um das Metabolom verschiedener filamentöser Pilze (z.B. Fusarium, Penicillium, Trichoderma), Pflanzen (z.B. Weizen, Mais, Weinrebe) oder Insekten (z.B. Ameisen) zu untersuchen. Unsere Arbeiten dienen vor allem dem Ziel die molekularen Grundlagen sowohl antagonistischer (z.B. Fusarium-Weizen oder Reblaus-Weinrebe) als auch symbiotischer (z.B. Trichoderma-Pflanzenwurzeln) Wechselwirkungen aufzuklären.