Molekulare Genetik von Schimmelpilzen

Schimmelpilze zeichnen sich durch eine große Artenvielfalt aus und wachsen fast überall. Zu finden sind sie nicht nur im Biomüll, sondern auch auf feuchten Wänden und Nahrungsmitteln. Ein Befall von Schimmelpilzen kann zu großen Ernteverlusten führen oder auch Krankheiten bei Menschen auslösen.

Hier im Institut beschäftigen wir uns unter anderem mit den Indoor-Pilzen Stachybotrys sp., dem Mutterkorn-Pilz Claviceps purpurea und den Pinselschimmel Penicillium sp. Diese Pilze sind in der Lage Sekundärmetaboliten zu bilden. Diese Naturstoffe sind nicht nur wegen ihrer Toxizität als Mykotoxine interessant, sondern auch aufgrund ihrer biologischen Aktivität, die für die Arzneimittelentwicklung maßgebend ist. Sekundärmetaboliten sind laut Definition chemisch nichtverwandte Stoffe, die keinen offensichtlichen Nährwert für den Pilz haben. Der Pilz zeichnet sich dadurch aus, dass er fähig ist aus einfachen Bausteinen mittels verschiedener Enzyme komplexe Naturstoffe herzustellen. Diese Naturstoffe werden jedoch nicht immer unter Laborbedingungen gebildet, da die Biosynthese-Gene inaktiv sein können. Mittels gentechnischer Methoden manipulieren wir beteiligte Gene so, dass der Pilz auch unter künstlichen Bedingungen Naturstoffe produzieren kann. Unser Focus liegt dabei auf der Identifizierung verschiedene neuer Sekundärmetabolit-Gencluster mit Hilfe der Genomsequenzen durch „Genome Mining“. Anschließend werden die gefundenen Gene gentechnisch modifiziert und die Struktur der resultierenden Metaboliten mittels instrumenteller Analytik und NMR aufgeklärt. Nachfolgend werden diese auf ihre biologische Aktivität überprüft.