Research

Forschungsschwerpunkte: Entwicklungsgenetik von Pflanzen, Apomixis, Zellspezifikation, epigenetische Prozesse, MEDEA Gen

Ueli Grossniklaus ist ein Pflanzengenetiker, dessen Schwerpunkt auf der Erforschung der Entwicklungsgenetik von Pflanzen liegt. Er konnte nachweisen, dass die genetische Prägung bei Säugern und Samenpflanzen durch ähnliche Mechanismen gesteuert wird. In jüngster Zeit erforscht er epigenetische Prozesse bei Pflanzen im Zusammenhang mit deren Anpassung an spezielle Umweltbedingungen.

Ueli Grossniklaus erforscht die Entwicklungsgenetik von Pflanzen an der Modellpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) und an Maispflanzen. Ihn interessiert sowohl die sexuelle Fortpflanzung von Pflanzen als auch deren asexuelle Vermehrung durch Samen (Apomixis). Mit seinem Team untersucht er molekulare Mechanismen, die zur Bildung der Sporen führen, die die Spezialisierung der Zellen im Embryosack steuern, und solche, die an der mütterlichen Kontrolle der Samenbildung beteiligt sind. Gemeinsam mit anderen Forschungsgruppen analysierte er das pflanzliche Gen MEDEA und deckte einen Mutter-Vater-Konflikt im Fortpflanzungsprozess auf. Das wachstumsregulierende MEDEA-Gen unterliegt der genetischen Prägung (genomic imprinting) und hat im Lauf seiner Entwicklung eine neue Funktion erworben. Das MEDEA-Gen der Mutter legt das des Vaters durch kleine Ribonukleinsäure-Moleküle (siRNA) still. Erst mit fortschreitender Entwicklung des Embryos nimmt der Anteil des väterlichen Einflusses zu, was ebenfalls durch mütterliche Faktoren gesteuert wird. Entscheidend dafür sind epigenetische Prozesse. Wie in der Tierwelt dominieren also auch bei der Entwicklung des Pflanzenembryos anfangs die mütterlichen Gene. Der Mechanismus kann für den Erhalt der Artgrenzen eine Rolle spielen.

Ein weiterer Forschungsbereich von Ueli Grossniklaus ist die asexuelle Vermehrung durch Samen. Fast alle Löwenzahnpflanzen in Nordeuropa sind zum Beispiel apomiktisch entstanden, es sind genetisch identische Klone. Bei Getreide und Ackerpflanzen kommt die Apomixis aber sehr selten vor. Pflanzenzüchter hoffen jedoch, die asexuelle Vermehrung gezielt erzeugen und in der Pflanzenzüchtung nutzen zu können. Grossniklaus deckte mit seinem Team Komponenten auf, die bei der Apomixis eine Rolle spielen.

In weiteren Arbeiten wollen die Forscher herausfinden, welche entwicklungsbiologischen Vorgänge beeinflusst und verändert werden, wenn eine Pflanze von sexueller Vermehrung auf Apomixis umschaltet. Ziel ist es, Kulturpflanzen durch Apomixis vervielfältigen zu können. Ueli Grossniklaus hofft, dass in Zukunft dadurch Pflanzen für Entwicklungsländer gezüchtet werden können, die in widrigen Gegenden überleben und mehr Ertrag bringen.

Werdegang

• seit 2003 Ständiger Gastprofessor Sunchon National University, Korea
• seit 2000 Professor für Entwicklungsbiologie der Pflanzen am Institut für Pflanzenbiologie, Universität Zürich, Schweiz
• 1999-2002 Adjunct Professor Cold Spring Harbor Laboratory, New York, USA
• 1999-2000 Gruppenleiter am Friedrich Miescher-Institut, Basel, Schweiz
• 1997-2001 Mitglied im Faculty Genetics Program, SUNY Stony Brook, Brookhaven National Laboratories, Cold Spring Harbor Laboratory, USA
• 1996-1999 Wissenschaftler am Cold Spring Harbor Laboratory, USA
• 1994-1996 Aufbau einer unabhängigen Forschungsgruppe am Cold Spring Harbor Laboratory, USA
• 1993-1994 Wissenschaftlicher Mitarbeiter für “Theoretical and Computational Biology”, Indian Institute of Science, Bangalore, Indien
• 1993 Promotion am Biozentrum der Universität Basel, Schweiz
• 1989-1993 Postgraduiertenstudien in Entwicklungsbiologie und Genetik am Biozentrum der Universität Basel, Schweiz
• 1989 Diplom in Zellbiologie, Universität Basel, Schweiz
• 1984-1989 Studium der Biologie an der Universität Basel, Schweiz

Projekte

• seit 2011 Beteiligt am DFG-Projekt „EVOREP-Evolutionary Genomics of Plant Reproductive Isolation“

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• seit 2011 Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 1998-2002 Searle Scholarship, Searle Funds, USA
• 1998 Demerec-Kaufmann-Holländer Fellowship in Entwicklungsgenetik
• 1995-1996 Human Frontiers of Science Program, Forschungsstipendium der Janggen-Poehn-Stiftung
• 1994 EMBO Long Term Fellowship
• 1993 Stipendium des Jawaharlal Nehru Center for Advanced Scientific Research, Indien
• 1993 Stipendium der Theodor Engelmann-Stiftung
• 1993 Amerbach-Preis der Universität Basel
• 1989-1991 Stipendium der Schweizerischen Gesellschaft für die Chemische Industrie
• 1988 Undergraduate Award, Genetic Society of America