Cyanobakterielle nichtribosomale Peptide als Signalmoleküle

• Antragstellerin: Professorin Dr. Elke Dittmann-Thünemann
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen ; Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5446757

Microcystin ist ein Hepatotoxin, das von verschiedenen Gattungen von Cyanobakterien, vor allem aber Microcystis, Planktothrix und Anabaena gebildet wird. Das Toxin wird nichtribosomal mit Hilfe eines riesigen Enzymkomplexes synthetisiert (McyA-J). Die Funktion des Microcystins sowie generell von nichtribosomalen Peptiden für die produzierenden Cyanobakterien ist bislang kaum verstanden. Unsere eigenen Daten von Versuchen mit Microcystis deuten auf einen lichtabhängigen Transport der Toxine und eine anschließende Autoinduktion der Microcystinbiosynthesegene in Microcystis. Zugabe von Spuren von Microcystin zum Medium führen darüber hinaus zu veränderter Expression verschiedener Gene, einschließlich von Schlüsselenzymen des Primärstoffwechsels. Wir fanden weiterhin lichtabhängige Effekte von Microcystin bzw. Microcystin-abhängigen Medienfaktoren auf die Microcystis-Koloniemorphologie. Alle diese Daten verweisen erstmalig auf eine Signalfunktion eines nichtribosomalen Peptids. Das Genomprojekt für den toxischen Microcystis-Stamm PCC 7806 befindet sich derzeit in der finishing-Phase. Damit bietet sich ein Modellsystem, um systematisch die Zielgene eines Microcystinsignals zu erfassen, die Dynamik des postulierten signalings auf Transkriptionsebene zu zeigen, die Interaktion mit weiteren Peptidsignalen zu untersuchen und die Auswirkungen auf den Phänotyp, insbesondere auf die Koloniebildung zu analysieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen