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Funktionelle Genomik der Morphogenese bei filamentösen Ascomyceten

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
 
Erstellungsjahr 2024

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Ziel des Projekts war die Identifizierung von molekularen Faktoren und Mechanismen, welche die Fruchtkörperentwicklung in filamentösen Ascomyceten regulieren. Fruchtkörper sind komplexe multizelluläre Strukturen, die zur Produktion und Verbreitung der sexuellen Sporen dienen und eine Reihe von Zelltypen enthalten, die nicht im vegetativen Myzel vorkommen. Eine Möglichkeit, die molekularen Grundlagen der Fruchtkörperbildung besser zu verstehen, ist die Identifikation von Genen, die während dieses Prozesses differentiell exprimiert sind. Im Unterschied zu Analysen von nur einer Spezies erlauben vergleichende Untersuchungen mehrere Spezies die Identifikation von Genen, deren Expressionsmuster evolutionär konserviert sind, und die daher wichtige Funktionen in zentralen Prozessen der Entwicklung haben könnten. Ziel der ersten Phase des Projekts war daher die Durchführung vergleichender Transkriptomanalysen, um Gene mit evolutionär konservierten Expressionsmustern zu identifizieren, und so Aufschlüsse über zentrale Prozesse der Entwicklung sowie mögliche Zielgene für weitere Analysen zu erhalten. Unter den Genen, die in drei Spezies (Sordaria macrospora, Pyronema confluens und Ascodesmis nigricans) während der Fruchtkörperdifferenzierung hochreguliert waren, befanden sich eine Reihe von Genen mit vorhergesagten Funktionen in Chromatin-Organisation oder Regulation der Genexpression, und diese Gene waren im Fokus der zweiten Phase des Projekts. In dieser Phase haben wir molekulare Analysen von (putativen) Chromatin-Modifier- und Transkriptionsfaktor-Genen in S. macrospora durchgeführt. Transkriptom- sowie zell- und molekularbiologische Analysen zeigten, dass asm2 (kodiert für einen Transkriptionsfaktor) und asm3 (kodiert für ein zf-MYND-Domänen-Protein) ähnliche Expressionsmuster und Phänotypen während später Stadien der Entwicklung aufweisen, wohingegen spt3 (kodiert für eine Untereinheit des SA- GA-Transkriptions-Co-Aktivators) an frühen Stadien der Fruchtkörperentwicklung beteiligt ist. Wir haben weiterhin Untersuchungen des asf1-Gens durchgeführt, das für ein Histon-Chaperon kodiert. Dabei konnten wir zeigen, dass die Histon-Bindung des ASF1-Proteins zwar für die Fruchtkörperbildung essentiell ist, aber nicht für die Genomstabilität, an der ASF1 ebenfalls beteiligt ist. Wir konnten ebenfalls zeigen, dass die Histon-Acetyltransferase RTT109 eine ähnliche Rolle wie ASF1 in der Fruchtkörperbildung spielt. Bioinformatische Methoden, die im Rahmen des Projekts entwickelt wurden, kamen auch in mehreren Kooperationen zum Einsatz, um die Entwicklung und Evolution von Pilzen aufzuklären bzw. zur Analyse von Genom- und Transkriptomdaten von nicht-pilzlichen Organismen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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