Posttranslationale Modifikation des NirA Kernexportsignales

Projektziel: Das Projekt zielt darauf ab, unser Verständnis der molekularen Regulationsmechanismen für die Nitratverwertung zu verbessern. Nitrat wird in der Landwirtschaft umfassend als Dünger eingesetzt, was aber bekanntermassen mit Nitratbelastungen von Gewässern und Gesundheitsgefährdungen verbunden ist. Durch die ausreichende Ähnlichkeit zwischen Pilzen und Pflanzen auf dem Gebiet der Stickstoffverwertung hat das verbesserte Verständnis der Regulationsmechanismen in Pilzen hat auch das Potential die Nitratverwertung in Pflanzen besser zu verstehen und damit die Effizienz von landwirtschaftlichen Stickstoffdüngern zu erhöhen. Beschreibung: Der Bodenpilz Aspergillus nidulans hat sich mittlerweile als eines der am weitesten fortgeschrittenen Modellsysteme für die Untersuchung der Stickstoffverwertung in Eukaryonten etabliert und ausführliche Kenntnisse über die wichtigsten molekularen Regulatoren dieses Prozesses sind erarbeitet worden. In dem vorliegenden Projekt werden die zellulären Vorgänge untersucht werden, die notwendig sind, um dem Pilz die An- oder Abwesenheit von Nitrat in seiner Umwelt zu signalisieren und diese Information von der Zelloberfläche an den Zellkern weiterzuleiten. Ein wichtiger Teil dieses Signalweges führt über den geregelten Transport des Nitrat- Aktivators in und aus dem Zellkern, wobei die Anwesenheit von Nitrat zu einer Blockade des Kernexportes von NirA führt, dieser damit im Kern akkumuliert und jene Gene aktiviert, die für die Nitratverwertung notwendig sind. In den bisherigen Arbeiten haben wir eine ganz bestimmte Region innerhalb des Aktivators gefunden, die für das Ankoppeln des Transportkomplexes verantwortlich ist und jene Region, die als Kernexportsignal bezeichnet wird, sollte in diesem Projekt genau untersucht werden. Vor allem ist geplant, wie eine spezielle Modifikation einer Aminosäure innerhalb des Kernexportsignales, die das "Andocken" des Exportkomplexes ermöglicht, zustandekommt und wie sie anschliessend, wenn kein Nitrat mehr zur Verfügung steht, wieder entfernt wird. Ein Signalweg, der diese Modifikation erstellt bzw. entfernt, wird gemeinsam mit Mutanten, die Veränderungen in diesem Signal zeigen, untersucht werden. Zusammen sollten die einzelnen Projektteile den neu gefundenen Mechanismus der Nitrat Signalübertragung genau charakterisieren und durch die genetische Konservierung mancher dieser Prozesse zwischen Pilzen und Pflanzen auch als Leitlinie für Signalübertragungs Studien in Pflanzen dienen.

Projektziel: Das Projekt zielt darauf ab, unser Verständnis der molekularen Regulationsmechanismen für die Nitratverwertung zu verbessern. Nitrat wird in der Landwirtschaft umfassend als Dünger eingesetzt, was aber bekanntermassen mit Nitratbelastungen von Gewässern und Gesundheitsgefährdungen verbunden ist. Durch die ausreichende Ähnlichkeit zwischen Pilzen und Pflanzen auf dem Gebiet der Stickstoffverwertung hat das verbesserte Verständnis der Regulationsmechanismen in Pilzen hat auch das Potential die Nitratverwertung in Pflanzen besser zu verstehen und damit die Effizienz von landwirtschaftlichen Stickstoffdüngern zu erhöhen. Beschreibung: Der Bodenpilz Aspergillus nidulans hat sich mittlerweile als eines der am weitesten fortgeschrittenen Modellsysteme für die Untersuchung der Stickstoffverwertung in Eukaryonten etabliert und ausführliche Kenntnisse über die wichtigsten molekularen Regulatoren dieses Prozesses sind erarbeitet worden. In dem vorliegenden Projekt werden die zellulären Vorgänge untersucht werden, die notwendig sind, um dem Pilz die An- oder Abwesenheit von Nitrat in seiner Umwelt zu signalisieren und diese Information von der Zelloberfläche an den Zellkern weiterzuleiten. Ein wichtiger Teil dieses Signalweges führt über den geregelten Transport des Nitrat- Aktivators in und aus dem Zellkern, wobei die Anwesenheit von Nitrat zu einer Blockade des Kernexportes von NirA führt, dieser damit im Kern akkumuliert und jene Gene aktiviert, die für die Nitratverwertung notwendig sind. In den bisherigen Arbeiten haben wir eine ganz bestimmte Region innerhalb des Aktivators gefunden, die für das Ankoppeln des Transportkomplexes verantwortlich ist und jene Region, die als Kernexportsignal bezeichnet wird, sollte in diesem Projekt genau untersucht werden. Vor allem ist geplant, wie eine spezielle Modifikation einer Aminosäure innerhalb des Kernexportsignales, die das "Andocken" des Exportkomplexes ermöglicht, zustandekommt und wie sie anschliessend, wenn kein Nitrat mehr zur Verfügung steht, wieder entfernt wird. Ein Signalweg, der diese Modifikation erstellt bzw. entfernt, wird gemeinsam mit Mutanten, die Veränderungen in diesem Signal zeigen, untersucht werden. Zusammen sollten die einzelnen Projektteile den neu gefundenen Mechanismus der Nitrat Signalübertragung genau charakterisieren und durch die genetische Konservierung mancher dieser Prozesse zwischen Pilzen und Pflanzen auch als Leitlinie für Signalübertragungs Studien in Pflanzen dienen.