Rim-Kinasen in Sekundärmetabolismus und Virulenz von Pilzen

Schimmelpilze spielen auf unserem Planeten eine Vielzahl ökologischer Rollen, insbesondere in natürlichen Nährstoffkreisläufen und als Krankheitserreger von Pflanzen und Tieren. Von besonderem Interesse ist ihre Fähigkeit, eine Vielzahl kleiner, bioaktiver Moleküle zu produzieren. Ein Beispiel für ein sehr nützliches Molekül ist das Antibiotikum Penicillin, das bis heute Millionen von Leben gerettet hat. Aber es gibt auch gefährliche Moleküle, wie z. B. von Schimmelpilzen produzierte Gifte, die sich in Lebensmitteln anreichern und damit die Gesundheit der Verbraucher gefährden können. Das generelle Ziel muss also sein, die molekularen und zellulären Programme dieser Pilze genau zu verstehen und so natürliche Lösungen gegen Pilzinfektionen zu entwickeln. Unsere bisherige Forschung hat gezeigt, dass epigenetische Prozesse die Toxinproduktion regulieren, aber auch eine bestimmte Kinase - ein regulatorisches Protein, das andere Proteine in seiner Umgebung chemisch verändern kann - spielt eine entscheidende Rolle. Auf bisher unbekannte Weise ist es in der Lage, in der Zelle ein Hungersignal zu senden, das letztlich zu einer vollständigen Veränderung des zellulären Stoffwechsels führt und damit die genetische Maschinerie zur Toxinbildung aktiviert. In diesem Projekt gehen wir nun der Frage nach, wie genau das Hungersignal in der Pilzzelle verarbeitet wird, damit Mykotoxine gebildet werden. Dazu verwenden wir als Versuchssysteme einen herkömmlichen Schimmelpilz, der in der Natur und in Gebäuden ubiquitär vorkommt (Aspergillus), und einen Pilz, der weltweit als einer der wichtigsten Krankheitserreger bei Nutzpflanzen gilt (Fusarium). Die gesamte genetische Reaktion der beiden Pilze auf RNA- und Proteinebene wird in verschiedenen Stadien ihres Lebenszyklus molekularbiologisch, biochemisch und bioinformatisch analysiert. Darüber hinaus sollen diejenigen Proteine identifiziert werden, deren Funktion durch die Kinase reguliert wird. Auf diese Weise soll der Signalweg vom Nährstoffmangel an der Zelloberfläche bis zur genetischen Aktivierung der Toxinproduktion bei zwei verschiedenen Schimmelpilzen möglichst vollständig aufgeklärt werden. Letztlich könnten die Ergebnisse dieser Forschung eine Lücke im grundlegenden Verständnis der zellulären Prozesse bei der Toxinproduktion in Schimmelpilzen schließen. Dieses Wissen kann dann für die Entwicklung neuer natürlicher Bekämpfungsstrategien zur Abwehr von Pflanzenkrankheiten und zur Vermeidung biologischer Kontaminationen von Lebensmitteln genutzt werden.