Plastikmodelle von Fettsäuren

Gene und Biomoleküle

Plastikmodelle von Fettsäuren
Foto: Jan-Peter Kasper/FSU
Schuster, Stefan, Univ.-Prof. Dr.
Professur für Bioinformatik
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07743 Jena
Prof. Dr. Stefan Schuster
Then, Andre
Professur für Bioinformatik
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Andre Then

Alternatives Spleißen in Pilzen

Projektbeschreibung Inhalt einblenden

Hoch entwickelte Eukaryoten aber auch Pilze können mRNA in unterschiedlicher Weise spleißen. Doch es ist nicht bekannt, in wie weit dieser Mechanismus bei Pilzen verbreitet ist und welche zellulären Prozesse davon betroffen sind. Spielt alternatives Spleißen eine Rolle bei der Unterscheidung zu einzelligen Pilzen oder beeinflusst es die Pathogenität?
Wir analysieren RNA-Seq-Daten, um Antworten auf diese Fragen zu finden. Dabei sind vor allem Pilzspezies wie Candida albicans, Aspergillus fumigatus und Cryptococcus neoformans für uns von großem Interesse. Wir verwenden verschiedene Software, um alternativ gespleißte Gene zu bestimmen. Diese werden anschließend näher betrachtet, um Rückschlüsse auf die biologische Funktion des alternativen Spleißens zu ziehen. Dabei wird vor allem auch die Regulierung in verschiedenen Pilzspezies betrachtet und der phylogenetische Zusammenhang analysiert.

Ausgewählte Literatur Inhalt einblenden
  • J. Linde, S. Duggan, M. Weber, F. Horn, P. Sieber, D. Hellwig, K. Riege, M. Marz, R. Martin, R. Guthke, O. Kurzai
    Defining the transcriptomic landscape of Candida glabrata by RNA-Seq.
    Nucleic acids research 43, 2015, 1392-1406
  • P. Sieber, M. Platzer, S. Schuster
    The definition of open reading frame revisited.
    Trends in Genetics 34, 2018, 167-170
  • P. Sieber, K. Voigt, P. Kämmer, S. Brunke, S. Schuster, J. Linde
    Comparative study on alternative splicing in human fungal pathogens suggests its involvement during host invasion
    Frontiers in Microbiology 9, 2018, 2313
  • P. Sieber*, E. Barth*, M. Marz
    The landscape of the alternatively spliced transcriptome remains stable during aging across different species and tissues
    bioRxiv February, 2019, 541417

Bioinformatische Analyse von Ringstrukturen

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In diesem Projekt analysieren wir die geometrischen Eigenschaften von Ringstrukturen diverser Moleküle. Wir wenden Methoden der Datenanalyse auf zur Verfügung stehende Strukturinformationen an, um Beziehungen zwischen Struktureigenschaften von Liganden und den Bindetaschen der korrespondierenden Proteine zu identifizieren. Wir sind besonders interessiert an der Identifikation möglichst einfacher Kenngrößen für die Vorhersage und Quantifizierung von Planarität in Ringstrukturen sowie der Darstellung der biologischen Relevanz. Das grundlegende Ziel besteht darin, ein genaueres Verständnis der Gründe für die immense Variabilität im Hinblick auf die strukturelle Komplexität von Liganden zu erlangen.

Ausgewählte Literatur Inhalt einblenden
  • J. Behre, R. Voigt, I. Althöfer, S. Schuster
    On the evolutionary significance of the size and planarity of the proline ring
    Naturwissenschaften 99, 2012, 789-799

Klassifikation und Kombinatorik von Amino- und Fettsäuren

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In diesem Projekt werden zum einen die kombinatorischen Möglichkeiten aliphatischer Aminosäuren und Fettsäuren untersucht. Hierzu werden Molekülklassen mit bestimmten Einschränkungen gewählt, da eine erschöpfende Auflistung nicht praktikabel ist. Es werden mathematische Berechnungen wie z.B. Rekursionen zu den erhaltenen Zahlenfolgen durchgeführt. Z.B. ergibt sich bei der Frage, wie viele unverzweigte, unmodifizierte Fettsäuren mit n C-Atomen es prinzipiell geben kann, die berühmte Fibonacci-Folge. Bei  modifizierte Fettsäuren sind es verallgemeinerte Fibonacci-Zahlen. Zusätzlich wird durch Literaturrecherche verifiziert, welche Kombinationen real in Organismen synthetisiert werden. Zum anderen werden unterschiedliche Klassifikationen von Aminosäuren entwickelt, die bestehende Verfahren ergänzen oder optimieren sollen. Dadurch erhoffen wir uns, Einsichten zu grundlegenden Fragen der biochemischen Evolution erhalten.

Ausgewählte Literatur Inhalt einblenden

Proteinalterung

Projektbeschreibung Inhalt einblenden

Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf altersbedingten Proteinschäden, die zu Aggregaten führen. Diese können nicht mehr abgebaut werden und reichern sich an, bis die Zelle funktionell stark eingeschränkt ist und schließlich die Apoptose einleitet. Ziel ist es, die am meisten oder auch am wenigsten anfälligen Ziele in Bezug auf oxidativen Schaden zu ermitteln. Auch strukturelle Informationen und bekannte Aggregatproteine werden einbezogen. Weiterhin werden funktionelle Zusammenhänge und Domänen in diesem Kontext untersucht.

Ausgewählte Literatur Inhalt einblenden
  • S. Schäuble, K. Klement, S. Marthandan, S. Münch, I. Heiland, S. Schuster, P. Hemmerich, S. Diekmann
    Quantitative model of cell cycle arrest and cellular senescence in primary human fibroblasts.
    PLoS ONE 7, 2012, e42150
  • M. Fichtner, S. Schuster, H. Stark
    Determination of scoring functions for protein damage susceptibility
    BioSystems 187, 2020, 104035, epub ahead of print
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