Prof. Dr. Marja C. P. Timmermans

Forschungsschwerpunkte: Musterbildung, Morphogene, Signale kleiner RNA, Stammzellenhomöostase, Differenzierung
Marja Timmermans ist eine niederländische Pflanzengenetikerin. Im Fokus ihrer Forschung stehen Untersuchungen, wie sich Pflanzenblätter auf molekularbiologischer Ebene entwickeln.
Die Blätter von Pflanzen sind hocheffiziente Solarpanele, die über die Produktion von Zucker Lichtenergie in chemische Energie umwandeln. Marja Timmermanns studiert die Signalereignisse, die die Genaktivitäten an den Stammzellnischen der wachsenden Pflanzenspitze in Zeit und Raum koordinieren. Sie will verstehen, wie sich Blätter entwickeln und dabei ihre charakteristische flache Bauart erhalten. Ihr Team konnte zeigen, dass die sogenannten kleinen RNAs hierbei als mobile und richtungsweisende Signale fungieren. Nun versucht sie, nachzuvollziehen, wie diese in der Lage sind, sich von Zelle zu Zelle zu bewegen und so die Formation diverser Entwicklungsmuster auszulösen.
Marja Timmermans beschreibt ihre Herangehensweise wie folgt: Die Formation von stabilen, klar definierten Grenzen zwischen zwei selbstständigen Zellen ist ein wesentlicher Bestandteil der Entwicklung von Pflanzen und Tieren. Solche Zellgrenzen koordinieren Differenzierung und Wachstum eines Organs oder eines Gewebes. Die Entwicklung der flachen Bauweise des Blattes birgt in dieser Hinsicht eine ungewöhnliche und mechanisch anspruchsvolle Herausforderung: die Entstehung einer stabilen dorsoventralen (top-bottom) Grenze mit dem Planum einer langen und weiten, aber dennoch flachen Struktur.
Marja Timmermans und ihr Team haben gezeigt, dass die Standortinformationen, die benötigt werden, um die dorsoventrale Polarität zu erreichen, zum Teil von kleinen RNAs bereitgestellt werden. Diese erzeugen – ähnlich wie klassische Morphogene – streng definierte Bereiche für eine genetische Target Expression, indem sie eine innere und schwellenwertbasierte Ausgabe ihres Mobilitätsgradienten erzeugen. Ein offensichtlicher Vorteil, kleine RNAs als mobile Signale in der Pflanzenentwicklung zu verwenden, besteht in deren charakteristischer Genauigkeit und ihrer unmittelbaren Wirkungsweise.
Weiterhin konnte Marja Timmermans Team zeigen, dass die Mobilität kleiner RNAs durch Mechanismen kontrolliert wird, die sich von denen der Proteine unterscheiden. Die Mobilität kleiner RNA ist an individuelle Schnittstellen zwischen den Zellen gebunden. So wird die Ausrichtung erzeugt, die ihrer Aktivität in den Stammzellnischen ein Muster verleiht. Im nächsten Schritt versucht ihr Team zu verstehen, wie sich kleine RNAs bewegen, was ihre Mobilität reguliert und wie die schwellenwertbasierte Ausgabe der mobilen Gradienten verwirklicht wird. Sie verwendet dabei eine Kombination von theoretischen und experimentellen Ansätzen, um herauszufinden, wie Genregulierungsnetzwerke während der Organentwicklung an den Stammzellnischen der Triebe die dorsoventrale Polarität räumlich und zeitlich entstehen lassen und wie dadurch die Herausbildung von spezialisierten Blattzellen gesteuert wird.