Lokale Chromatinstruktur an Genclustern von Pilzen

Pilze sind für das Funktionieren des natürlichen Nährstoffkreislaufes auf der Erde essentiell und sie spielen daher in der Bodenbiologie und im Abbau von Pflanzenbiomasse eine wesentliche Rolle. Es ist wichtig zu erwähnen, dass der allergrößte Anteil von Pflanzenkrankheiten durch Pilze verursacht wird, was diese Organismengruppe auch zu ökonomisch wichtigen Mikroorganismen macht. In all ihren Habitaten müssen Pilze mit anderen Mikroben um Nährstoffe, Wasser und Platz konkurrieren und eine Möglichkeit dies zu tun besteht darin, seine eigenen Ressourcen durch die Abgabe von bioaktiven Stoffen wie Antibiotika oder Mycotoxine zu schützen. Vor einigen Jahren haben wir entdeckt, dass die Produktion dieser Metaboliten in Pilzen unter epigenetischer Kontrolle steht und gemeinsam mit unseren Forschungspartnern haben wir zeigen können, dass die Interaktion zwischen Bakterien und Pilzen auf dieser Ebene funktioniert. Die Bakterien sind sozusagen in der Lage, die epigenetische Sprache der Pilze so zu verändern, dass diese ihre bioaktiven Stoffe bilden. In dem vorliegenden Forschungsprojekt wollen wir nun diesen Mechanismus besser verstehen und werden einen der wesentlichen Regulatoren genau untersuchen. Das Protein gehört zur Familie der Histon-Demethylasen und wir werden genetische, genomische und biochemische Methoden einsetzen um seine Funktion im Zusammenhang mit der Antibiotika- und Toxinproduktion besser zu verstehen. Das Ergebnis dieses Projektes wird nicht nur ein genaueres Bild von der Funktion des epigenetischen Regulators während des Pilzwachstums zeichnen sondern auch die Funktionsweise der einzelnen Domänen dieses Regulators besser verständlich machen. Da ähnliche Proteine im Menschen bei unterschiedlichen Tumoren in höherer Konzentration vorliegen ist eine Beteiligung bei der Tumorentstehung sehr wahrscheinlich.

Schimmelpilze haben zwar in der Öffentlichkeit einen "schlechten Ruf", sind aber extrem wichtig für das Funktionieren des natürlichen Nährstoffkreislaufes auf der Erde denn sie spielen z.B. beim Recycling von Pflanzenbiomasse eine essentielle Rolle. Es ist auch wichtig zu erwähnen, dass der allergrößte Anteil von Pflanzenkrankheiten durch Pilze verursacht wird, was Schimmelpilze auch zu ökonomisch wichtigen Mikroorganismen für die Ernährungssicherheit macht. Und neue Gefahren gehen von bisher bei uns unbekannten Pilzkrankheiten aus, die aufgrund des Klimawandels in unseren Breiten jetzt auftreten und Pflanzen bzw. Tiere massiv gefährden. In all ihren Lebensräumen konkurrieren diese Mikro-Pilze natürlicherweise mit anderen Organismen um Nährstoffe, Wasser und um Platz. Um sich dabei möglichst optimal durchzusetzen, bzw. um die Abwehr von Pflanzen während der Infektion zu unterdrücken, produzieren diese Pilze verschiedene bioaktive Stoffe wie Antibiotika oder Pilzgifte. Vor einigen Jahren haben wir entdeckt, dass die Produktion dieser Stoffe in Pilzen unter epigenetischer Kontrolle steht. In dem nun abgeschlossenen Forschungsprojekt haben wir die epigenetischen Mechanismen bei Pilzen weiter untersucht. Dabei wurde eine neue epigenetische Untersuchungsmethode entwickelt, mit der man gezielt bestimmte Regionen in den Pilzchromosomen präzise ansteuern kann. In einer internationalen Kooperation konnte dann eine vollkommen neue Regel-Einheit für die epigenetischen Vorgänge gefunden werden, ohne die der Pilz keine Gifte herstellen und auch Pflanzen nicht infizieren kann. Weitere Details zu den Biosynthesewegen und zu Interaktionen mit Pflanzen, anderen Pilzen bzw. Bakterien wurden erhoben und bis auf die molekulare Ebene genau charakterisiert. Insgesamt wurden in diesem Projekt zahlreiche Nachwuchswissenschafter*innen ausgebildet, 16 wissenschaftliche Artikel in hochrangigen internationalen Zeitschriften veröffentlicht, und Medienbeiträge zur Forschung rund um die Epigenetik bei Pilzen verfasst. Das Ergebnis dieses Projektes hat damit nicht nur ein genaueres Bild von der Funktion der epigenetischen Regulatoren während des Pilzwachstums und der Produktion von Pilzgiften gezeichnet, sondern auch dazu beigetragen, Pilzkrankheiten bei Mensch, Tier und Pflanzen in Zukunft besser kontrollieren zu können.