Topless Proteine, Schlüssel der Gallenbildung für den Maisbrandpilz Ustilago maydis?

• Antragsteller: Professor Dr. Armin Djamei
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme ; Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 536218570

Viele Pflanzen kolonisierende biotrophe Organismen verursachen Gallen in ihren Wirten, indem sie eine übermäßige Zellteilung und Zellvergrößerung induzieren. Trotz der biologischen Relevanz und nach vielen Jahrzehnten intensiver Forschung sind bis heute weder die physiologischen Netzwerke noch die genauen Mechanismen der Galleninduktion und -entwicklung vollständig aufgeklärt. Ustilago maydis, ein pathogener Pilz, induziert Gallen an allen oberirdischen Teilen der Maispflanze, die seit der Aztekenzeit in Mexiko als Delikatesse gelten. Das Genom von U. maydis wurde erstmals 2006 veröffentlicht, seitdem begann die Jagd nach dem ersten pilzgalleninduzierenden Effektor, aber bisher ohne Erfolg. In unseren Vorarbeiten fanden wir die Beteiligung eines Topless-interagierenden Effektors an der Induktion einer unkontrollierten Zellteilung, die zur Kallusbildung führt, wenn er in planta ohne den Erreger exprimiert wird. Topless Proteine sind hochkonservierte und wichtige Co-Repressoren in allen Landpflanzen. Der Kallus-induzierende Effektor bietet nun die Möglichkeit, die Rolle von Topless und die zugrunde liegenden reprimierten Signalwege zu entschlüsseln, die von U. maydis genutzt werden, um unkontrollierte Zellteilungen auszulösen. Es ist geplant die pflanzlichen Signalwege, die der Kallus-induzierende Topless-interagierende Effektor manipuliert durch biochemische, zellbiologische und genetische Ansätze aufzuschlüsseln wie in diesem Antrag beschrieben. Neben dem grundlegenden Verständnis, welche pflanzlichen Entwicklungswege der Blattgallen induzierende Pilz U. maydis für seine Zwecke nutzt, bietet dieses Forschungsprojekt mit den Topless-interagierenden und die Zellteilung stimulierenden Pilzeffektoren neue genetische Werkzeuge für Pflanzenentwicklungsforscher und Bioingenieure.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen