Das Zusammenspiel von Peroxisomen, Endoplasmatischem Reticulum und Endosomen während des polaren Wachstums und der Entwicklung in Pilzen

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Bölker; Professor Dr. Michael Feldbrügge
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 351340304

Zellorganellen wie Peroxisomen, das Endoplasmatische Retikulum (ER) und Endosomen wurden lange nur als abgeschlossene Kompartimente mit distinkten, isolierten Funktionen betrachtet. Peroxisomen nehmen beispielsweise am primären und sekundären Metabolismus und an Signalwegen reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) teil, wohingegen Endosomen als Multifunktions-Platformen für den Langstrecken-Transport dienen. Neue Erkenntnisse zeigen hingegen, dass es sich bei diesen Organellen vielmehr um dynamische, interagierende Strukturen handelt. So konnte zum Beispiel kürzlich eine enge molekulare Verbindung aufgezeigt werden, denn Peroxisomen werden durch mikrotubuli-abhängigen Endosomentransport in die Pilzhyphen verteilt. Zudem transportieren Endosomen auch Lipid-Körper und ER-Segmente. Darüberhinaus ist die Bildung und die Dynamik der Lipid-Körper, Endosomen und Peroxisomen vom ER abhängig. Interessanterweise sind Septin-kodierende mRNAs eine weitere wichtige Fracht für frühe Endosomen. Experimentelle Daten unterstützen ein Modell, in dem Septin-Oligomere an der zytoplasmatischen Oberfläche von Endosomen assemblieren und im Weiteren zu übergeordneten Strukturen vereint werden. In diesem Antrag möchten wir zwei Aspekte untersuchen: (i) Die biologische Funktion von Peroxisomen während des polaren Wachstums und der Entwicklung von Pilzen. (ii) Die potenzielle Verbindung zwischen mRNA-Transport und dem Zusammenspiel von Peroxisomen, ER und Endosomen. Unser Team setzt sich aus Experten aus dem Feld der Pilzbiologie zusammen, die diese Aspekte anhand etablierter Modelle wie Ustilago maydis, Aspergillus nidulans, Neurospora crassa and Podospora anserina umfassend beschreiben werden. Dabei werden genetische, biochemische und zellbiologische Ansätze kombiniert, um molekulare Mechanismen und essentielle Komponenten der Organellendynamik zu identifizieren. Durch den Vergleich von Organell-Interaktionen in verschiedenen Pilzen werden sowohl fundamentale, evolutionär konservierte Prozesse, als auch spezifische Mechanismen, die vom jeweiligen Lebensstil der Pilze abhängen, aufgedeckt werden. Die erzielten Ergebnisse werden von generellem Interesse für eine Vielzahl von Zellbiologen sein. Die daraus abgeleiteten Schlussfolgerungen können auch für die verbesserte Produktion von Sekundärmetaboliten oder für die Entwicklung neuer Fungizide angewendet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Mexiko
• Kooperationspartner: Professor Dr. Jesus Aguirre; Carlos Leonardo Peraza Reyes, Ph.D.
• Mitverantwortlich(e): Dr. Meritxell Riquelme