Cathebras Team
Entwicklung zellulärer Prozesse in der Wurzelendosymbiose
Forschungsthemen
© Chloé Cathebras
Die weltweite Pflanzenproduktion ist in hohem Maße auf Stickstoffdünger angewiesen, die im energieintensiven Haber-Bosch-Verfahren synthetisiert werden. Um Nährstoffmangel in natürlichen Umgebungen zu überwinden, haben einige Pflanzen die Fähigkeit entwickelt, symbiotische Beziehungen mit nährstoffliefernden Pilzen und Bakterien einzugehen und so Wurzelendosymbiose zu bilden. Die stickstofffixierende Wurzelknöllchensymbiose (RNS) ist eine mutualistische Symbiose zwischen Pflanzen und stickstofffixierenden Bakterien, die auf eine einzige Klade von Blütenpflanzen beschränkt ist, die vier Ordnungen umfasst: Fabales, Fagales, Cucurbitales und Rosales. Bei dieser Symbiose werden die Bakterien intrazellulär in einem neuen Organ – dem Wurzelknöllchen – beherbergt, wo sie mit Hilfe des Enzyms Nitrogenase atmosphärischen Stickstoff in Ammonium umwandeln. Im Laufe der Evolution haben RNS-bildende Pflanzen unterschiedliche Strategien entwickelt, um Bakterien in ihre Zellen aufzunehmen, sowie unterschiedliche Strukturen, um diese Bakterien während des Stickstofffixierungsprozesses unterzubringen. Unsere Forschung zielt darauf ab, aufzuklären, wie sich diese Merkmale entwickelt haben. Indem wir uns auf Transkriptionsfaktoren und cis-regulatorische Elemente innerhalb verwandter Promotoren konzentrieren, untersuchen wir, wie unterschiedliche Signalwege während der Evolution der RNS in Hülsenfrüchten (Fabales) kooptiert und integriert wurden.
Publikationen
https://orcid.org/0000-0001-6781-7929
Cathebras C*, Gong X*, Andrade RE, Vondenhoff K, Keller J, Delaux P-M, Hayashi M, Griesmann M, Parniske M. (2026). A novel cis-element enabled bacterial uptake by plant cells. Nature Plants 12:140-151.
Alumni
Completed MSc. theses
- Jonas Hammerl (2020)
Internships
- Matthias Ostermeier (2017)
- Aurélien Zacchello (2018)
- Jonas Hammerl (2019)
- Rubén Pérez Valverde (2024)
- Helena Aden (2024)
- Antonia Bethaeuser (2024)
- Nathalie Degenhardt (2024)