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Molekulare Pflanzenbiotechnologie

Gebiet

Gebiet

Intrazelluläre molekulare Prozesse der Glykanbiosynthese und des Proteintransportes. Expression rekombinanter Proteine in Pflanzen, molekulare Grundlagen des N-Glykan-Biosyntheseweges in Pflanzen. 

Leiterin: Ao.Univ.Prof. Mag. Dr. Herta Steinkellner

Ausrichtung

Der Forschungsbereich umspannt Grundlagenforschung mit anwendungsorientierter Ausrichtung im Bereich molekularer Zellbiologie und Biotechnologie.
Ziel ist es zu verstehen welche molekularen Prozesse bei der Expression von rekombinanten Proteinen in Pflanzen ablaufen um diese optimal zur Herstellung von Biopharmazeutika zu nutzen. Von speziellem Interesse sind hier vor allen die Untersuchung und die gezielte Modifizierung von post-translationalen Veränderungen wie der Glykosylierung.

Spezielle Fragestellungen:

  • Biosynthese von rekombinanten sekretorischen Proteinen in Pflanzen
  • Intrazellulärer Transport von (rekombinanten) Proteinen
  • Subzelluläre Kompartmentierung
  • Molekulare Mechanismen der Glykan-Biosynthese und deren gezielte Veränderung  (Glycan engineering)

Curriculum Vitae

Projekte

Publikationen

ausgewählte Publikationen

Highly active engineered IgG3 antibodies against SARS-CoV-2. Kallolimath S, Sun L, Palt R, Stiasny K, Mayrhofer P, Gruber C, Kogelmann B, Chen Q, Steinkellner H. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 doi: 10.1073/pnas.2107249118. PMID: 34599091 Free PMC article.

Increased in vitro neutralizing activity of SARS-CoV-2 IgA1 dimers compared to monomers and IgG. Sun L, Kallolimath S, Palt R, Stiasny K, Mayrhofer P, Maresch D, Eidenberger L, Steinkellner H. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 doi: 10.1073/pnas.2107148118.

Expression Profiling and Glycan Engineering of IgG Subclass 1-4 in Nicotiana benthamiana. Kallolimath S, Hackl T, Gahn R, Grünwald-Gruber C, Zich W, Kogelmann B, Lux A, Nimmerjahn F, Steinkellner H. Front Bioeng Biotechnol. 2020. doi: 10.3389/fbioe.2020.00825.

In Planta Glycan Engineering and Functional Activities of IgE Antibodies. Montero-Morales L, Maresch D, Crescioli S, Castilho A, Ilieva KM, Mele S, Karagiannis SN, Altmann F, Steinkellner H. Front Bioeng Biotechnol. 2019. doi: 10.3389/fbioe.2019.00242.

Advanced Plant-Based Glycan Engineering. Montero-Morales L, Steinkellner H. Front Bioeng Biotechnol. 2018 doi: 10.3389/fbioe.2018.00081. eCollection 2018. Review.

Therapeutic treatment of Marburg and Ravn virus infection in nonhuman primates with a human monoclonal antibody. Mire CE, Geisbert JB, Fenton KA, Agans KN, Flyak AI, Deer DJ, Steinkellner H, Bohorov O, Goodman C, Hiatt A, Kim DH, Pauly MH, Whaley KJ, Crowe JE Jr, Zeitlin L, Geisbert TW. Sci Transl Med. 2017, 9. pii: eaai8711. doi: 10.1126/scitranslmed.aai8711.

Engineering of complex protein sialylation in plants. Kallolimath S, Castilho A, Strasser R, Grünwald-Gruber C, Altmann F,  Galuska CE, Galuska SP, Werner S, Werneburg S, Hildebrandt H, Gerardy-Schahn R, Steinkellner H. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 ;113:9498-503. doi: 10.1073/pnas.1604371113.

Monoclonal antibody therapy for Junin virus infection. Zeitlin L, Geisbert JB, Deer DJ, Fenton KA, Bohorov O, Bohorova N, Goodman C, Kim D, Hiatt A, Pauly MH, Velasco J, Whaley KJ, Altmann F, Gruber C, Steinkellner H, Honko AN, Kuehne AI, Aman MJ, Sahandi S, Enterlein S, Zhan X, Enria D, Geisbert TW. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Apr 4. pii: 201600996. 

Transient Glyco-Engineering to Produce Recombinant IgA1 with Defined N- and O-Glycans in Plants. Dicker M, Tschofen M, Maresch D, König J, Juarez P, Orzaez D, Altmann F, Steinkellner H, Strasser R. Front Plant Sci. 2016 Jan 29;7:18. doi: 10.3389/fpls.2016.00018.

Glycan modulation and sulfoengineering of anti-HIV-1 monoclonal antibody PG9 in plants. Loos A, Gach JS, Hackl T, Maresch D, Henkel T, Porodko A, Bui-Minh D, Sommeregger W, Wozniak-Knopp G, Forthal DN, Altmann F, Steinkellner H, Mach L. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 ;112(41):12675-80. doi: 10.1073/pnas.1509090112.

Loos A, Gruber C, Altmann F, Mehofer U, Hensel F, Grandits M, Oostenbrink C, Stadlmayr G, Furtmüller PG, Steinkellner H. (2014) Expression and glycoengineering of functionally active heteromultimeric IgM in plants. Proc Natl Acad Sci U S A. 111:6263-8. doi: 10.1073/pnas.1320544111.

Schneider JD, Marillonnet S, Castilho A, Gruber C, Werner S, Mach L, Klimyuk V, Mor TS, Steinkellner H. (2014)  Oligomerization status influences subcellular deposition and glycosylation of recombinant butyrylcholinesterase in Nicotiana benthamiana. Plant Biotechnol J. doi: 10.1111/pbi.12184

Castilho A, Neumann L, Gattinger P, Strasser R, Vorauer-Uhl K, Sterovsky T, Altmann F, Steinkellner H. (2013) Generation of biologically active multi-sialylated recombinant human EPOFc in plants. PLoS One.8:e54836. doi: 10.1371/journal.pone.0054836. 

Castilho A, Neumann L, Daskalova S, Mason HS, Steinkellner H, Altmann F, Strasser R. (2012). Engineering of sialylated mucin-type O-glycosylation in plants. J Biol Chem. 287:36518-26. doi: 10.1074/jbc.M112.402685. 

Jez J, Antes B, Castilho A, Kainer M, Wiederkum S, Grass J, Rüker F, Woisetschläger M, Steinkellner H. (2012). Significant impact of single N-glycan residues on the biological activity of Fc-based antibody-like fragments. J Biol Chem. 287:24313-9. doi: 10.1074/jbc.M112.360701.

Zeitlin L, Pettitt J, Scully C, Bohorova N, Kim D, Pauly M, Hiatt A, Ngo L, Steinkellner H, Whaley KJ, Olinger GG. (2011) Enhanced potency of a fucose-free monoclonal antibody being developed as an Ebola virus immunoprotectant. Proc Natl Acad Sci U S A. 108:20690-4.


Förderungsorganisationen


Selected international collaborations:

  • Medical School Hannover, GER (contact: Rita Gerardy Schahn)
  • University of Erlangen-Nürnberg, GER (contact Falk Nimmerjahn)
  • University of California, Irvine, USA (contact: Johannes Gach/Donald Forthal)
  • Biodesign Institute - Arizona State University, USA (contact: Qiang Chen)