Planctomyceten als Quelle neuer Sekundärmetabolite: Auslöser und Regulation der natürlichen Biosynthese und Produktion in gentechnisch veränderten Mikroorganismen

• Antragsteller: Dr. Nicolai Kallscheuer
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405562673

Planctomyceten sind ökologisch relevante Bakterien, die häufig mit phototrophen Organismen wie Makro- und Mikroalgen assoziiert sind und deshalb eine Schlüsselrolle in globalen Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufen spielen. Viele bisher charakterisierte Planctomyceten wachsen langsam und erreichen sogar nur Verdopplungszeiten von bis zu einem Monat. Viele andere heterotrophe Mikroorganismen, die dieselben ökologischen Nischen wie Planctomyceten besetzen, teilen sich deutlich schneller; erstaunlicherweise werden Planctomyceten jedoch nicht vollständig durch die Organismen verdrängt. Es wird vermutet, dass die Vorherrschaft von Planctomyceten in ihren natürlichen marinen Habitaten auf die Synthese von sekundären Metaboliten zurückzuführen ist, die z.B. antimikrobielle oder algizide Wirkung zeigen. Diese Vermutung steht im Einklang mit dem komplexen Lebenszyklus von Planctomyceten und den im Vergleich zu anderen Prokaryoten recht großen Genomen. Beide Kriterien treffen recht oft für Organismen zu, die großes bioaktives Potential besitzten. Aufgrund der gezeigten ökologischen Relevanz von Planctomyceten zielt das hier vorgeschlagene Projekt auf eine detaillierte Charakterisierung des sekundären Metaboloms in diesen Organismen ab. Neben der Identifizierung neuer Verbindungen sollen insbesondere die zugrunde liegenden Synthesewege sowie die Regulation der Bildung von Sekundärmetaboliten (z.B. als Antwort auf externe Stimuli) näher untersucht werden. Die putativen Synthesewege für einzelne sekundäre Metabolite können anschließend funktional in genetisch manipulierbare mikrobielle Wirtsorganismen (einschließlich schon gentechnisch erschlossener Planctomyceten) eingebracht werden. Diese Strategie erleichtert den Zugang zu einzelnen Verbindungen und ermöglicht zudem die Gewinnung von Mengen, die für eine detaillierte Analyse der vermuteten Wirkungen erforderlich sind.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Niederlande
• Gastgeber: Professor Dr. Christian Jogler