Funktionelle Genomik der Morphogenese bei filamentösen Ascomyceten

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Minou Nowrousian
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen ; Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze ; Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 324272192

Ziel des Projekts ist die Identifikation molekularer Mechanismen, die die Fruchtkörperentwicklung in filamentösen Ascomyceten regulieren. In der ersten Phase des Projekts haben wir Transkriptom-Analysen für die drei Ascomyceten Ascodesmis nigricans, Pyronema confluens und Sordaria macrospora durchgeführt, um evolutionär konservierte Genexpressionsmuster zu identifizieren. Diese Analysen zeigten, dass Genexpressionmuster in Fruchtkörpern zu einem gewissen Grad konserviert sind und sich ausserdem deutlich von Genexpressionsmustern in vegetativem Myzel unterscheiden. Unter 83 Genen, die in Fruchtkörpern aller drei Arten hochreguliert sind, waren viele Gene, für die eine Rolle im Vesikeltransport, dem Endomembransystem, und Membrantransport vorhergesagt wurde, sowie Gene mit einer vorhergesagten Funktion in der Chromatin-Organisation und der Regulation der Genexpression. Vier Gene mit konservierter Genexpression konnten durch Herstellung von Deletionsmutanten in S. macrospora funktionell characterisiert werden, wodurch drei neue Entwicklungsgene identifiziert wurden. In der beantragten zweiten Phase des Projekts werden wir uns auf Gene fokussieren, die für Chromatin-Modifier oder Transkriptionsfaktoren kodieren, um ihre Rolle bei der Regulation von Chromatin-Struktur, Histonmodifikationen und Genexpression aufzuklären. Vorläufige Daten deuten darauf hin, dass Histonmodifikationen in der S. macrospora Histon-Chaperon-Mutante asf1, die in einer frühen Entwicklungsstufe der Fruchtkörper blockiert ist, im Vergleich zum Wildtyp verändert sein könnten. Wir werden Histonmodifikationen im S. macrospora-Wildtyp und verschiedenen Entwicklungsmutanten genomweit mittels ChIP-Seq analysieren. Modifikationen mit entwicklungsabhängigen Veränderungen sollen ausserdem in verschiedenen Entwicklungsstadien von A. nigricans und P. confluens analysiert werden. Weiterhin werden wir die Chromatin-Struktur verschiedener Entwicklungsstadien mittels Hi-C untersuchen, und die Ergebnisse zusammen mit Transkriptom-Daten und den Ergebnissen zu Histon-Modifikationen analysieren, um ein integriertes Bild von entwicklungsabhängigen Änderungen von Chromatin und Genexpression zu erhalten. Parallel dazu werden wir Protein-Protein-Interaktionsstudien mit Chromatin-Modifiern durchführen und Protein-Domänen identifizieren, die für diese Interaktionen und für die Funktion der Proteine in der Entwicklung nötig sind. Weiterhin sollen neue putative Entwicklungsgene charakterisiert werden, die auf der Basis von vorhandenen und neuen Genexpressionsdaten identifiziert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen