Freitags werden aktuelle Publikationen oder interessante Details über die Flavonoidbiosynthese von unserer Gruppe per Twitter und LinkedIn mit dem Hashtag "#FlavonoidFriday" verbreitet. Eine Sammlung dieser Posts kann in dem FlavonoidFriday GitHub repository eingesehen werden. Durch ihren Beitrag zur Pigmentierung von Blüten und anderen Pflanzenstrukturen sind Flavonoide nahezu omnipresent und visuell auffällig.
Pflanzen produzieren eine Vielzahl an spezialisierten Metaboliten, die zur Anpassung an extreme und wechselnde Umweltbedingungen wichtig sind. Beispiele sind Terpenoide, Flavonoid und Betalaine. Unser besonderes Interesse gilt den Flavonoiden, die für die blaue und rote Färbung vieler Blüten verantwortlich sind. Flavonoide lassen sich in verschiedene Untergruppen einteilen. Dazu gehören die Flavonole, Anthocyane, Proanthocyanidine und Flavone. Die Motivation zur Untersuchung der Flavonoidbiosynthese ist vielfältig.
1) Die zentralen Schritte der Flavonoidbiosynthese sind sehr gut verstanden und wird als Modellsystem für spezialisierten Metabolismus in Pflanzen angesehen. Langjährige Forschung an diesem Biosyntheseweg hat zur Charakterisierung der involvierten Enzyme und Aufklärung der transkriptionelle Regulation der Expression involvierter Gene geführt. Arbeiten im Zusammenhang mit der Flavonoidbiosynthese haben sogar schon zu einem Nobelpreis geführt.
2) Flavonoide haben enormes Potential in biotechnologischen Anwendungen als natürliche Farbstoffe und aufgrund ihrer gesundheitsförderlichen Eigenschaften. Während der zentrale Teil der Flavonoidbiosynthese gut verstanden und über Speziesgrenzen hinweg konserviert ist, gibt es speziesspezifische Unterschiede in der Modifikation der Flavonoide. Ein besseres Verständnis dieser Schritte der Flavonoidbiosynthese in sogenannten 'orphan crops' ist ein Grundlage für eine optimierte Ernährung. Genomeditierung oder Züchtung können schließlich angewendet werden, um den ernährungsphysiologischen Wert von Pflanzen zu steigern.
3) Deutlich sichtbare Phänotypen sind charakteristisch für Mutanten, die einen Knock-out oder einer Überexpression von Genen der Flavonoidbiosynthese zeigen. Diese wichtige Eigenschaft der Flavonoidbiosynthesegene hat die Identifikation von Mutanten erleichert und zur Etablierung als Modellystem beigetragen. Die auffälligen Farbänderungen sind aber nicht nur für die Grundlagenforschung wichtig. Pflanzen mit veränderter Expression von Flavonoidbiosynthesegenen zeigen auf beeindruckende Färbungen und sind daher als Zierpflanzen von Bedeutung.
Generell ist die Erforschung von Biosynthesewegen mit biotechnologischem Potential ein Ziel der Gruppe. Die Forschung ist daher nicht auf die Flavonoidbiosynthese beschränkt. Dieser Biosyntheseweg wird jedoch als Modell- und Testsystem für die Entwicklung neuer Ansätze zur Aufklärung weiterer Biosynthesewege verwendet. Dabei werden verschiedene Methoden wie komparative Genomik und speziesübergreifende Transkriptomik kombiniert.