Joseph Ecker, PhD

Professor
Direktor, Labor für Genomanalyse
Labor für Pflanzenmolekular- und Zellbiologie
Forscher des Howard Hughes Medical Institute
Vorsitzender des Salk International Council für Genetik

Salk-Institut für biologische Studien – Joseph Ecker, PhD

Aktuelle Forschung


Das Problem

Lange Zeit glaubte man, dass die Sequenz der Gene in einem Genom alles sei, was nötig sei, um die Biologie dieses Organismus zu verstehen. Kürzlich haben Wissenschaftler erkannt, dass es eine weitere Kontrollebene gibt: das Epigenom. Das Epigenom besteht aus Chemikalien, die die DNA prägen und bestimmen, wann, wo und in welchem ​​Ausmaß Gene exprimiert werden. Doch wie sich diese epigenomischen Tags auf Biologie, Gesundheit und Krankheiten auswirken, ist noch immer kaum verstanden. Um die darin enthaltenen Informationen zu entschlüsseln, müssen Forscher noch grundlegende Fragen zu diesem zusätzlichen genetischen Code beantworten.

Die Vorgehensweise

Ecker wurde zum ersten Mal während seines Studiums vom Epigenom fasziniert Arabidopsis thaliana, eine kleine blühende Pflanze, die für die Grundlagenforschung der Pflanzenbiologie verwendet wird. Er und seine Kollegen wollten wissen, wie viele Arabidopsis Gene wurden durch DNA-Methylierung kontrolliert – eine Form chemischer Marker, die Gene untersuchen, um zu beeinflussen, wie Gene exprimiert werden. Im Verlauf der Forschung erkannte Ecker, dass es keine gute Möglichkeit gab, eine Momentaufnahme aller Methylierungsmarkierungen in einer Zelle zu erhalten, und entwickelte daher eine Methode namens MethylC-Seq, um epigenetische Markierungen in jedem Organismus abzubilden. Ecker hat MethylC-Seq nun auf Fragestellungen zur Epigenetik angewendet, die viele Bereiche umfassen, insbesondere das menschliche Gehirn. Er zeigte als erster, dass das Epigenom in Gehirnzellen während des Übergangs von der Geburt zum Erwachsenenalter eine hohe Dynamik aufweist. Jetzt zeichnet er die epigenetischen Unterschiede zwischen Gehirnzelltypen auf, um Erkrankungen wie Schizophrenie und Alzheimer besser zu verstehen.


Die Innovationen und Entdeckungen

In der Pflanzenforschung war Ecker Mitleiter eines internationalen Projekts (und sein Labor beteiligte sich daran), das das erste Pflanzengenom sequenzierte. Die Referenzanlage Arabidopsis thaliana ist heute die am besten untersuchte Pflanze der Welt. Seine Gruppe erstellte die „Salk T-DNA-Sammlung“ von Insertionsmutationen für fast alle Gene im Arabidopsis Genom, wodurch Forscher weltweit per Knopfdruck auf eine Datenbank aller interessierenden Genmutationen zugreifen können. Darüber hinaus entdeckte seine Gruppe die meisten Gene, die es Pflanzen ermöglichen, auf Ethylen zu reagieren, ein gasförmiges Pflanzenhormon, das das Wachstum reguliert, Krankheiten widersteht und die Fruchtreife bewirkt.

Ecker war auch der Erste, der das gesamte menschliche Epigenom kartierte und damit einen Ausgangspunkt für das Verständnis der Unterschiede zwischen den Epigenomen verschiedener Menschen und der Frage, wie diese Unterschiede zum Krankheitsrisiko beitragen könnten, schuf.

Mit Kollegen verglich Ecker die epigenetischen Markierungen verschiedener Stammzelllinien, um festzustellen, welche Methoden der Stammzellerzeugung zu Zellen führten, die den „Goldstandard“ embryonalen Stammzellen am ähnlichsten waren. Er fand heraus, dass Zellen, die durch die Übertragung von genetischem Material in leere Eizellen entstehen, diesem Goldstandard am nächsten kommen.

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Bildung

BA, Biologie/Chemie, The College of New Jersey, Ewing, NJ
PhD, Mikrobiologie, Pennsylvania State University College of Medicine
Postdoktorand, Stanford University School of Medicine


MITGLIEDSCHAFTEN


Auszeichnungen & Ehrungen

  • 2024 Ilchun Molecular Medicine Award, Koreanische Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie
  • 2019 Chan Zuckerberg Initiative zur Erweiterung des Human Cell Atlas
  • 2015 Amerikanische Akademie der Künste und Wissenschaften
  • 2012 zum AAAS Fellow gewählt
  • 2011 Forscher am Howard Hughes Medical Institute und der Gordon and Betty Moore Foundation
  • 2011 George W. Beadle Award, Genetics Society of America
  • 2009 #2 Wissenschaftliche Entdeckung des Jahres 2009 – TIME Magazine
  • 2007 National Academy of Sciences, John J. Carty Award for the Advancement of Science
  • 2006 gewählt, Nationale Akademie der Wissenschaften
  • 2005 American Society for Plant Biology, Martin-Gibbs-Medaille
  • 2004 Scientific American 50 Research Leader of the Year
  • 2004 Distinguished Research Award der International Plant Growth Substances Association
  • 2001 Kumho Science International Award für Pflanzenmolekularbiologie
  • Präsident der Internationalen Gesellschaft für Pflanzenmolekularbiologie