DegenSeq

Pilze sind eine relativ wenig erforschte und unglaublich vielseitige Gruppe von Organismen mit enormem Wert und Potenzial zur Deckung des steigenden menschlichen Bedarfs. Der Fadenpilz Trichoderma reesei wird für die biotechnologische Produktion von kohlenhydrataktiven Enzymen, insbesondere von Zellulasen, verwendet. Diese Enzyme sind für viele andere verarbeitende Industrien unerlässlich, beispielsweise für die Lebensmittel-, Futtermittel-, Textil- und Papierindustrie. Durch zufällige Mutagenese und darauffolgendes Screening haben Forscher Stämme von T. reesei erzeugt, die eine erhöhte Zellulaseproduktionskapazität aufweisen. Spontane Stammdegeneration, ein Phänomen, bei dem ein Organismus schrittweise und irreversibel seine Produktionskapazität verliert, hat jedoch einen negativen Einfluss auf die Zellulaseproduktion von T. reesei. Es wurde berichtet, dass auch andere biotechnologische Produktionsorganismen von diesem Phänomen betroffen sind. Das bedeutet, dass dieses Phänomen zumindest zu wirtschaftlichen Einbußen führen kann oder - im schlimmsten Fall - eine Bedrohung für die sichere Verfügbarkeit von bestimmten Produkten darstellt. Einerseits haben die Projektleiterin und ihre Mitarbeiter vor kurzem festgestellt, dass epigenetische Regulationsmechanismen bei diesem Phänomen eine Rolle spielen und auch lange, nicht-kodierende RNAs an der Regulation der Zellulaseexpression beteiligt sind. Andererseits haben technologische Durchbrüche, insbesondere Long-Read- Sequenzierungstechniken, die Bereiche der Epigenetik und Transkriptomik revolutioniert und neue Forschungsmöglichkeiten in Nichtmodellorganismen wie T. reesei eröffnet. Daher wird die aktuelle Forschungsstudie i) die Veränderungen in der epigenetischen Landschaft untersuchen, die mit dem Verlust der Zellulaseexpression in T. reesei einhergehen, und ii) das Repertoire an langen, nicht-kodierenden RNAs und ihre mutmaßliche Rolle bei der Zellulaseexpression in T. reesei identifizieren, wobei für beide Zwecke Long-Read-Sequenzierungstechniken eingesetzt werden. Drittens ist die Modifizierung der Zellulaseexpressionskapazitäten durch eine Kombination von genetischen und epigenetischen Strategien zur Stammoptimierung geplant.