Forschung

Forschungsschwerpunkte: Molekularbiologie, Mechanismen der pflanzlichen Entwicklung, Anpassung, Genetische Vielfalt, Hybride, Epigenetik

Detlef Weigel ist Molekularbiologe, sein Schwerpunkt ist die genetische Variation bei Pflanzen. Er erforscht, wie Pflanzen sich kurz- und langfristig an eine sich ständig ändernde Umgebung anpassen. Seine früheren Arbeiten zur Regulation des Blühzeitpunktes und der Rolle von microRNA bei der Entwicklung sowie seine gegenwärtigen Studien zur Anpassungsfähigkeit von Pflanzenarten sind sowohl für die Grundlagenforschung als auch für die Pflanzenzüchtung bedeutsam.

Der Fokus von Detlef Weigels Forschung liegt auf der genetischen Vielfalt zwischen Individuen einer Art und dem Verhalten von Hybriden. So deckte er mit seinem Team den Mechanismus der unter Pflanzen weit verbreiteten Hybrid‐Nekrose auf. Hierbei sterben Nachkommen gesunder Elternpflanzen noch vor der Blüte ab. Bei der Züchtung neuer Sorten, etwa bei Getreide, kommt es dadurch immer wieder zu Fehlschlägen. Weigel fand heraus, dass einzelne Gene, die den Elternpflanzen Widerstandskraft gegen Schädlinge verleihen, in der Tochterpflanze wie ein Schädlingsbefall wirken und eine Autoimmunreaktion auslösen. In einer umfassenden Studie hat er mit seinem Team erstmals Rezeptoren katalogisiert, die wesentlich sind für das Immunsystem einer Pflanze. Diese NLR-Proteine (nucleotide binding leucine-rich repeat proteins) erkennen in Pflanzen Attacken gegen Krankheitserreger. Die Forschenden fanden heraus, dass jede Pflanze einzigartig resistent ist gegen ein bestimmtes Spektrum von Erregern.

So war Weigel federführend bei der Erstellung der ersten vollständigen Gen‐Karte eines nicht‐menschlichen Organismus – einer Haplotyp‐Karte der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), der Modellpflanze der Pflanzenbiologen.

Bereits zu Beginn seiner Laufbahn gelangen ihm wichtige Entdeckungen zur Steuerung des Blühbeginns. Seine Arbeitsgruppe konnte das Blüten‐Identitätsgen LEAFY von der Ackerschmalwand auf Zitterpappeln übertragen. Bei den Pappeln verkürzte sich dadurch der Zeitraum bis zur Blüte von über zehn Jahren auf wenige Monate. Damit war bewiesen, dass Gene aus der Modellpflanze verwendet werden können, um das Verhalten anderer Arten zu verändern. Dies ist für Züchtungsprogramme von Bedeutung, da sich durch die Vorverlegung des Blühzeitpunkts ein erheblicher Zeitgewinn erzielen lässt. Zudem entdeckte Detlef Weigel das FT‐Gen, von dem heute bekannt ist, dass es für das mobile Blühsignal Florigen kodiert, sowie die ersten microRNA-Mutante bei Pflanzen.

Weigel hat darüber hinaus immer wieder Ressourcen für die Gemeinschaft der Pflanzenforscher entwickelt, wie die Entwicklung künstlicher microRNAs, mit deren Hilfe sich einzelne Gene oder auch Gruppen verwandter Gene ausschalten lassen. Weigel ist Auswärtiges Mitglied der Royal Society und als eingebürgerter US-Bürger Mitglied der National Academy of Sciences.

Werdegang

• seit 2004 Honorarprofessor, Eberhard-Karls-Universität Tübingen
• seit 2003 Honorarprofessor, The Salk Institute for Biological Studies, La Jolla, USA
• seit 2002 Wissenschaftliches Mitglied und Direktor, Abteilung Molekularbiologie, Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie, Tübingen
• 1993-2002 Assistant und Associate Professor, Leiter einer Arbeitsgruppe, The Salk Institute for Biological Studies, La Jolla, USA
• 1989-1993 Postdoktorand, California Institute of Technology, Pasadena, USA
• 1988-1989 Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Ludwig-Maximilians-Universität München
• 1986-1988 Promotion, Biologie, Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie, Tübingen
• 1986 Diplom, Biologie, Universität zu Köln
• 1983-1986 Studium der Biologie, Universität zu Köln
• 1981-1983 Studium der Biologie und Chemie, Universität Bielefeld

Funktionen

• 2013‐2015 Vorsitzender, Council, European Molecular Biology Organisation (EMBO)
• seit 2011 Stellvertretender Herausgeber, eLife
• seit 2010 Mitglied, Wissenschaftlicher Beirat, Sainsbury Laboratory Cambridge University, Cambridge, UK
• seit 2007 Mitglied, Wissenschaftlicher Beirat, Flanders Institute for Biotechnology (VIB), Gent, Belgien
• 2007-2012 Mitglied, Wissenschaftlicher Beirat, Temasek Life Sciences Laboratory, Singapur
• 2005-2011 Mitglied, Wissenschaftlicher Beirat, The Sainsbury Laboratory, Norwich, UK
• 2001-2008 Mitglied, Vorstand, International Society for Plant Molecular Biology (ISPMB)

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• 2019 McClintock Prize for Plant Genetics and Genome Studies, Maize Genetics Executive Committee
• 2019 Mitglied, American Academy of Arts and Sciences, Cambridge, USA
• 2016 Medaille, Genetics Society of America
• 2015 Gregor-Mendel-Medaille, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 2013 Advanced Grant, European Research Council (ERC)
• 2011 Landesforschungspreis, Baden‐Württemberg
• seit 2011 Fellow, American Association for the Advancement of Science, Washington, USA
• seit 2010 Korrespondierendes Mitglied, Heidelberger Akademie der Wissenschaften
• 2010 Otto‐Bayer‐Preis, Bayer Foundation, Leverkusen
• seit 2010 Auswärtiges Mitglied, Royal Society, UK
• seit 2009 Mitglied, National Academy of Sciences, USA
• seit 2008 Mitglied, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 2007 Gottfried‐Wilhelm‐Leibniz‐Preis, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
• seit 2003 Mitglied, European Molecular Biology Organization (EMBO)
• 2001 Charles Albert Shull Award, American Society of Plant Biologists, Rockville, USA
• 1994 Young Investigator Award, National Science Foundation, USA
• 1989 Dieter‐Rampacher‐Preis, Max‐Planck‐Gesellschaft