Gitte Erbs

Fagområde

Molekylær plantepatologi.

Forskningsprojekt

Planters medfødte immunforsvar reagerer på bakterie-infektion.

Kort beskrivelse af projektet

Planter har udviklet et system, parallelt til det medfødte immunforsvar i insekter og pattedyr, der genkender indtrængende og potentielle patogener. Planter angribes af mange forskellige patogener, og udsættes for elicitorer fra både patogene og ikkepatogene mikroorganismer. Disse elicitorer, som samlet set kaldes for Microbe-Associated Molecular Patterns (MAMPs), er essentielle dele af patogenet, uundværlige for dets overlevelse, og er derfor velbevarede. MAMPs genkendes af plantens medfødte immunforsvars Pathogen Recognition Receptors (PRRs), og denne genkendelse fører til induktion af medfødt immunitet i planter.

I tidligere publiceret arbejde har vi identificeret peptidoglycan (PGN) og dets nedbrydningsprodukt muropeptid fra to vigtige Gram-negative plantepatogene bakterier Xanthomonas og Agrobacterium som MAMPs i modelplanten Gåsemad (Arabidopsis) (Erbs et al., Chemistry & Biology 15, 2008). Formålet med det nuværende forskningsprojekt er at studere PGN-molekylet, identificere dets aktive del samt undersøge de strukturelle forskelle mellem PGN fra Xanthomonas og Agrobacterium, to bakterier med meget forskellige infektionsstrategier. Forståelsen af hvordan Agrobacterium genkendes i planter, og hvordan sådan en genkendelse undgås, har ikke alene betydning for forståelsen af, hvordan bakterier forårsager sygdom i planter, men også for brugen af Agrobacterium-mediated transformation som et værktøj i planteforskning. Hvis den aktive del af PGN-molekylet kendes, vil det gøre os i stand til at syntetisere den, og dermed intensivere jagten på PGN PRRs i Arabidopsis.

De forskningsmæssige udfordringer og perspektiver

En af de største udfordringer er at syntetisere PGN. Hvad er den aktive del af PGN, der genkendes i planten? Det vil sige, den minimale molekylære struktur, der er nødvendig for aktivering af signal transduktionen, der fører til udtrykkelse af forsvarsreponser i planten. Hvis denne struktur kendes og kan syntetiseres, vil vi hurtigere kunne få et overblik over PGN-inducerede forandringer i Arabidopsis transcriptomet og dermed intensivere jagten på plantereceptorer, der genkender PGN.

Derudover ved vi, at Xanthomonas PGN inducerer et større respons i Arabidopsis end Agrobacterium PGN gør, for eksempel forskellige infektionsstrategier. Ved fortsat analyse af de to bakteriers PGN er det derfor rigtig interessant at se på forskellene i deres struktur (N-acetylation), idet det vides fra studier i pattedyr, at patogener i nogle tilfælde kan ændre på dele af deres egen struktur (N-deacetylation) og dermed undgå genkendelse af det medfødte immunforsvar.

Hvad er de langsigtede perspektiver?

En større indsigt i de mekanismer, hvorved bakterielle komponenter såsom PGN er genkendt og eliciterer forsvarsresponser, kan have betragtelig betydning på forbedringen af plantesundhed og sygdomsresistens med efterfølgende gavn for samfundet. Erhvervet viden om en PGN-receptor kan være med til at forbedre basal resistens i planter, for eksempel opnået ved enten genetiske modifikationer eller forædlingsprogrammer, hvor der direkte selekteres efter udvalgte gener. Måske vi i fremtiden vil se en overførsel af plantereceptorer mellem plantearter for at forbedre planters sygdomsresistens?

På længere sigt vil en forståelse af plante-immun-funktionerne være med til at forbedre produktionen af afgrøder til fødevarer, fibre og biobrændstof.

Hvordan forholder projektet sig til områdets internationale udvikling?

Medfødt immunitet hos planter er et felt, der i de senere år har været i rivende udvikling, og internationalt er det et af ”the hot topics” i planteforskning. Mit forskningsprojekt, der er et multidiciplinært samarbejde med både nationale og internationale forskere inden for området plant innate immunity, bygger på den nyeste forskning på området.

Hvordan opstod din interesse for netop dette forskningsfelt?

Igennem mit studium har kombinationen af molekylær biologi og plantepatologi fascineret mig. Interessen for forskning og plant innate immunity, eller medfødt immunitet hos planter, blev vakt af min tidligere speciale- og ph.d.-vejleder, lektor Mari-Anne Newman fra Københavns Universitet. Med identificeringen af PGN og dets nedbrydningsprodukt som MAMPs i Arabidopsis opstod nu næste spørgsmål: hvordan genkendes PGN i planten? I mit forskningsprojekt, der bygger på de interessante resultater, jeg opnåede i min ph.d., er jagten på den/de plantereceptorer, der genkender PGN, gået ind.

Hvilke muligheder giver pengene fra Ung Eliteforskerprisen dig?

Prisen og dermed den nationale anerkendelse af vores arbejde betyder meget for mig. Pengene giver mig en større frihed samt en unik mulighed for at deltage i relevante internationale konferencer og seminarer. Jeg kan på denne måde skabe større opmærksomhed omkring mit arbejde og udvide mit netværk af internationale samarbejdspartnere. Derudover giver midlerne mig mulighed for at købe lidt laboratorieudstyr.

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg bor på Nørrebro sammen med min mand Mikael Østergaard Lassen (postdoc på Institut for Fysik, DTU). Når vi ikke lige bruger tiden i laboratoriet, tager vi gerne ud at rejse sammen. Fritiden bliver derudover brugt på at læse bøger, løbe og - hvis tiden er til det - at male. Derudover elsker jeg at lytte til musik, og jeg prøver, så vidt det er muligt, at komme ud at høre live-musik.

Fødested, gymnasium og bopælskommune

Født i Haderslev, student fra Haderslev Katedralskole og bopæl i Københavns Kommune.

Forskningsrådets begrundelse for tildeling af prisen

Gitte Erbs blev tildelt ph.d.-graden i begyndelsen af 2009. Hun har publiceret otte peer-review-artikler og tre kapitler i videnskabelige bøger.

Forskningsprojektet sigter mod at undersøge forskelle i aktivitet og struktur af peptidoglycan (PGN) fra Xanthomonas og Agrobacterium. PGN er uundværlig for de to plantepatogeners overlevelse, og som ved genkendelse af planters immunforsvar inducerer immunitet i planter. Viden om, hvordan Agrobacterium bliver detekteret af planter, og hvordan bakterien undgår at blive detekteret, kan dels anvendes til at forstå, hvordan sygdommen, som bakterien forårsager på planter, kan forebygges, og dels hvordan Agrobacterium kan anvendes til at transformere gener for bestemte egenskaber til planter.

Rådet har på den baggrund valgt at indstille Gitte Erbs som modtager af Det Frie Forskningsråds pris som Ung Eliteforsker 2009.

Yderligere oplysninger om projektet

Gitte Erbs. Telefon: 3533 3327 (arbejde), 6012 8622 (mobil); e-mail: .

Yderligere oplysninger om baggrunden for prisen

Formand for Det Frie Forskningsråd | Teknologi og Produktion, forskningsprofessor Henrik Callesen. Telefon: 8999 1261; e-mail: .

Forskningsprojektets videnskabelige titel

Plant Innate Immunity: Perception of the bacterial Microbe-Associated Molecular Patterns (MAMPs), peptidoglucan and muropeptides, from pathogens Xanthomonas and Agrobacterium.

Bevilling fra Det Frie Forskningsråd | Teknologi og Produktion

3.289.520 kr

Ansættelsessted

Københavns Universitet, Det Biovidenskablige Fakultet, Institut for Plantebiologi & Bioteknologi

Forskningsprojektet udføres på

Københavns Universitet, Det Biovidenskablige Fakultet, Institut for Plantebiologi & Bioteknologi