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Humboldt-Universitaet zu Berlin - AG Pflanzenphysiologie (en)

Student Projects - NEW PROJECTS

 

We offer new projects for Master and Bachelor theses

The green alga Chlamydomonas reinhardtii - an excellent tool to study control of photosynthesis and chlorophyll biosynthesis  

 

Chlamydomonas is a unicellular green algae species, which offers several advantages in studying tetrapyrrole biosynthesis, photosynthesis, and related processes. It is capable of heterotrophic growth, if provided with reduced carbon source. Therefore, defects in chlorophyll biosynthesis or photosynthesis, which normally lead to a lethal phenotype in plants, can be studied in algal mutants with the same genetic lesions. Unlike angiosperms, e.g. widely studied Arabidopsis thaliana or Nicotiana tabacum, C. reinhardtii also produces chlorophyll in the dark, due to the presence of light-independent protochlorophyllide oxidoreductase. This provides another advantage, because it is possible to study mutants impaired in tetrapyrrole biosynthesis, which display increased sensitivity to light. Based on the studies of C. reinhardtii, we are offering students BSc or MSc projects on the following aspects:

1. Identification of still unknown proteins and regulatory mechanisms in tetrapyrrole biosynthesis and the interaction with other processes in the chloroplast.

2. Identification of the regulatory and signalling proteins involved in tetrapyrrole biosynthesis-dependent and 1O2-triggered chloroplast retrograde signaling.

3. Determination of the role of the linear photosynthetic electron transport chain and the (heme-containing) cytochrome b6f complex in regulation of tetrapyrrole biosynthesis (retrograde signaling and posttranslational regulation).

4. Identification and characterization of UV-mutagenized strains with interesting yellow, orange and brown pigmentation.

 

Are you interested?

Please contact Dr. Pawel Brzezowski (pawel.brzezowski@hu-berlin.de, Tel: (030)2093-46334 and Prof. Bernhard Grimm (Bernhard.grimm@rz.hu-berlin.de)

 

 

Projekte für Projektarbeiten, Bachelor- und Master Arbeiten

Im Verlaufe der Bachelor- und Masterarbeit werden genetische, enzymologische, chromatografische, fluoreszenzmikroskopische und weitere zellbiologische Analysen insbesondere von Mutanten und transgenen Pflanzen und Algen mit modifizierter Pigmentsynthese oder Stressreaktion, durchgeführt. Interessenten(innen) wenden sich bitte telefonisch oder per E-Mail an mich. Ich gebe gerne weitere Auskünfte über die Inhalte der wissenschaftlichen Arbeiten.

Bitte wenden Sie sich bei Interesse an:

Prof. Dr. Bernhard Grimm (Tel.: 2093-6119)

 

Aus den folgenden Arbeitsbereichen schlage ich Ihnen Themen für Projektmodule, Bachelor- und Masterarbeiten vor:

 

  1. Regulation der Tetrapyrrolbiosynthese

Analyse von transgenen Pflanzen mit deregulierter Chlorophyllsynthese und pigmentfreien Chlamydomonas-Mutanten mit Defekten in der Chlorophyllbiosynthese mittels molekulargenetischer und biochemischer Methoden.

 

In-vivo Charakterisierung von funktionellen Peptiddomänen der Glutamyl-tRNA Reduktase (GluTR)

  • Mutagenese des Degronmotivs an dem N-Terminus der Glutamyl-tRNA Reduktase (GluTR). Nachweis essentieller Aminosäuren für den Proteinabbau (siehe Apitz et al., 2016, Plant Physiology).
  • Identifizierung und funktionelle Analyse von weiteren Interaktionsproteinen des Scaffoldproteins (GluTR-Bindeproteins) (siehe Czarnecki et al., 2011, Plant Cell)
  • Analysen zum Proteinabbau in der Chlorophyllbiosynthese mittels des Clp-Systems, Identifizierung von weiteren Proteinen der Chlorophyllsynthese, die Clp-abhängig abgebaut werden (siehe Nishimura et al., 2016, Plant Cell).

 

Posttranslationale Kontrolle in dem Mg-Zweig der Tetrapyrrolbiosynthese

  • Untersuchung der Redoxkontrolle der Protochlorophyllid-Oxidoreduktase und Chlorophyllsynthese in ntrc und trxm Mutanten (siehe Richter et al., Plant Cell & Phsiology, 2016).
  • Nachweis der Phosphorylierung von Enzymen der Chlorophyllsynthese und die Suche nach Proteinkinasen.

 

Die Verknüpfung von Chlorophyllbiosynthese und Integration der Chlorophyll-bindenden Proteine in die Thylakoidmembran

  • Die Funktion des LIL3 Proteins, einem Protein der Light-Harvesting-Komplex-Proteinfamilie, für die Ausbildung eines Proteinkomplexes der Chlorophyllsynthese-Enzyme (Siehe Tanaka et al., 2010, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Lohscheider et al., 2015, Plant Cell Environ).
  • Analysen zum Nachweis  von Proteinkomplexen der Tetrapyrrolsynthese mittels Co-Immunpräzipitation, Affinitätschromatographie, Ultrazentrifugation, nativer Gelelektrophorese, und Massenspektrometrie (siehe Wang and Grimm, 2015, Photosyn Res).
  • Die Funktion der OHPs (one-helix-proteins) für Chlorophyllbiosynthese und Integration des Chlorophylls in die Proteine der Photosynthese durch Analyse der ohp1 und ohp2 Mutanten. Analyse der Beteiligung von HCF244/YCF39 in der Komplexbildung von OHPs und Chlorophyllsynthese-Proteinen.
  • Funktionsnachweis weiterer Assemblierungsfaktoren und Chaperone in der Biogenese der Thylakoidmembran, z.B. den TPR Proteinen (siehe Bohne et al., 2016, Int Rev Cell Mol Biol).
  • Funktionsanalyse der beiden Isoformen der Ferrochelatase in der Hämsynthese in transgenen Pflanzen, durch Komplementation der fcI und fcII Mutanten mit Hybriden und Mutanten der beiden Ferrochelatasen (siehe Scharfenberg et al., 2015, Plant Cell Environ).
 
  1. Retrograde Signaling aus den Chloroplasten
  • Auf der Suche nachweiteren Komponenten des RetrogradeSignaling sind 5-Aminolävulinsäure und Häm mögliche Signale der retrograden Signaltransduktion der Plastiden (siehe auch Brzezowski et al., 2015 Biochim Biophys Acta, Schlicke et al., Mol Plant, 2014).

 

  1. Kontrolle des pflanzlichen Riboflavins-Biosyntheseweg
  • Analyse von Mutanten in der Riboflavinbiosynthese. Bedeutung von bifunktionalen Enzymen der Riboflavinbiosynthese (Siehe Hiltunen et al., 2014).
  • Bedeutung und Funktion von Mitgliedern einer jeweiligen Proteinfamilie im Riboflavinbiosyntheseweg.