Jagd auf den Adlermörder – Untersuchungen zu einem neuen Cyanotoxin, das die aviäre vakuoläre Myelinopathie auslöst

• Antragsteller: Professor Dr. Timo H. J. Niedermeyer
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Pharmazie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 412224404

• Erstellungsjahr: 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

In dem Projekt HALITOX haben wir uns in einer großen internationalen und interdisziplinären Kollaboration mit einem neuartigen Neurotoxin beschäftigt, das von Cyanobakterien gebildet wird. Wir konnten die ungewöhnliche Struktur des Toxins aufklären, das für seine Biosynthese verantwortliche Gencluster identifizieren und bestätigen, und belegen, dass dieses Toxin für eine mysteriöse neurologische Erkrankung verantwortlich ist, deren berühmtestes Opfer der Weißkopfseeadler ist, und an deren Ursache Wissenschaftler:innen seit >25 Jahren geknobelt haben. Wir konnten zeigen, wie verschiedene anthropogene Faktoren (das Einschleppen einer invasiven Pflanzenart und Belastung der Umwelt mit Bromiden) im Zusammenspiel mit einem Cyanobakterium zur Bedrohung von Fauna werden können. Weiterhin konnten wir zeigen, dass dieses Cyanobakterium nicht nur ein Nervengift, sondern zusätzlich auch ein starkes Zellgift produzieren kann. Wir haben eine Methode entwickelt, mit der das Cyanobakterium in Umweltproben leicht nachgewiesen werden kann. Monitoring des Cyanobakteriums und des Toxins sind angeraten, da das Cyanobakterium auch in Trinkwasserreservoirs vorkommt. Richtlinien, um die Verbreitung des Cyanobakteriums/Toxins sowie den Eintrag des zur Toxinproduktion benötigten Bromids in die Umwelt zu erfassen, sind in Erarbeitung. Die Hauptergebnisse des Projektes konnten als Titelgeschichte in der Zeitschrift Science veröffentlicht werden. Diese Publikation hat ein unglaubliches Echo in verschiedensten Medien, von Twitter bis zu klassischen Print-Medien, erfahren. Insgesamt haben wir bisher sechs Preise für unsere Arbeiten erhalten, darunter den „AAAS Newcomb Cleveland Prize" für die beste Publikation in der Zeitschrift Science in 2021. In mehreren Anschlussprojekten beschäftigen wir uns weiter mit der Synthese und der Wirkung der neu gefundenen Toxine, um ihre ökotoxikologische Bedeutung besser einschätzen zu können.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Hunting the eagle killer: A cyanobacterial neurotoxin causes vacuolar myelinopathy. Science, 371(6536).
  Breinlinger, Steffen; Phillips, Tabitha J.; Haram, Brigette N.; Mareš, Jan; Martínez, Yerena José A.; Hrouzek, Pavel; Sobotka, Roman; Henderson, W. Matthew; Schmieder, Peter; Williams, Susan M.; Lauderdale, James D.; Wilde, H. Dayton; Gerrin, Wesley; Kust, Andreja; Washington, John W.; Wagner, Christoph; Geier, Benedikt; Liebeke, Manuel; Enke, Heike; ... & Wilde, Susan B.
  
• Jagd auf den Adlermörder — Entdeckung eines neuen Cyanotoxins. BIOspektrum, 27(6), 594-597.
  Breinlinger, Steffen & Niedermeyer, Timo H. J.
  
• Total Synthesis of Aetokthonotoxin, the Cyanobacterial Neurotoxin Causing Vacuolar Myelinopathy. Chemistry – A European Journal, 27(47), 12032-12035.
  Ricardo, Manuel G.; Schwark, Markus; Llanes, Dayma; Niedermeyer, Timo H. J. & Westermann, Bernhard