Organellar metabolic networks in Stramenopiles (Heterokonts)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Zusammenfassend ist es uns gelungen, eine Methode zur Isolierung von funktionell aktiven Mitochondrien aus den Diatomeen Phaeodactylum tricornutum und Thalassiosira pseudonana zu etablieren, allerdings ist die Ausbeute noch recht gering. Messungen des Elektronentransports über Sauerstoffverbrauch zeigen, dass die Mitochondrien sich gegenüber Hemmstoffen tatsächlich unterschiedlich verhalten zu entsprechenden Organellen aus Grünalgen und Landpflanzen. Die entwickelte Aufbruchmethode von T. pseudonana-Zellen erlaubt zudem die Isolation von Plastiden, diese weisen zwar intakte Thylakoidmembranen aber keine vollständig intakten Envelope-Membranen auf. In einen anderen Ansatz konnten wir zeigen, dass Protease-Behandling von P. tricornutum zu einem osmotischen Platzen der Zellen führt und zu einer Freisetzung des Zellinhalts. Trotz aufwändiger Versuche konnten wir keine intakten Mitochondrien aus Oomyceten isolieren. Mit Hilfe von GFP-Fusionsproteinen haben wir die intrazelluläre Lokalisation von Isoenzymen der zweiten Hälfte der Glykolyse in den Mitochondrien machweisen können. Diese enzymatischen Schritte ergänzen sich mit dem mittlerweile in Diatomeen-Mitochondrien nachgewiesenen Entner-Douderoff-Weg zur Bildung von Glycerinaldehyd-3-Phosphat. Wir konnten durch einen „Gene-Silencing“-Ansatz in P. tricornutum die Menge an plastidärer Phosphoglyceratkinase herabsetzen, die Algen zeigten hierbei keinen auffälligen Phänyotyp. Dies unterstützt die Vermutung, dass in Diatomeen Stoffwechselwege redundant sein können. Die phylogenetischen Untersuchungen der beteiligten Stoffwechselwege zeigen zum Einen, dass die Enzyme der mitochondrialen Glykolyse innerhalb der Stramenopiles weitestgehend monophyletisch sind, zum Anderen zeigen sie, dass die Enzyme der mitochondrialen Glykolyse nur in den Stramenopiles gefunden wird, was gegen einen gemeinsamen Ursprung aller Chromalveolaten sprechen würde.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2009) Intracellular distribution of the reductive and oxidative pentose phosphate pathways in two diatoms. J. Basic Microbiol 49: 58-72
Gruber, A, Weber, T, Río Bártulos, C, Vugrinec S, Kroth, PG
- (2012) Cryptophyte and chlorarachniophyte nuclear genomes reveal evolutionary mosaicism and fate of nucleomorphs. Nature 492(7427):59-65
Curtis BA, Tanifuji G, Burki F, Gruber A, Irimia M, Maruyama S, Arias MC, Ball SG, Gile Y, Hirakawa Y, Hopkins JF, Kuo A, Rensing SA, Schmutz J, Symeonidi A, Elias M, Eveleigh RJM, Herman EK, Klute MJ, Nakayama T, Oborník M, Reyes-Prieto A, Armbrust EV, Aves SJ, Beiko RJ, Coutinho P, Dacks JB, Durnford DG, Fast NM, Green BR, Grisdale C, Hempel F, Henrissat, Höppner MP, Ishida KI, Kim E, Kořený L, Kroth PG, Liu Y, Malik SB, Maier UG, McRose D, Mock T, Neilson JAD, Onodera NT, Poole AM, Pritham EJ, Richards TA, Rocap G, Roy SW, Sarai C, Schaack S, Shirato S, Slamovits CH, Spencer DF, Suzuki S, Worden AZ, Zauner S, Barry K, Bell C, Bharti AK, Crow JA, Grimwood J, Kramer R, Lindquist E, Lucas S, Salamov A, McFadden GI, Lane E, Keeling PJ, Gray MW, Grigoriev IV, Archibald JM
(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/nature11681) - (2014) Deducing intracellular distributions of metabolic pathways from genomic data. Meth Mol Biol 1083:187-211
Gruber, A, Kroth, PG
(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1007/978-1-62703-661-0_12)
