Weitere Analysen zum Nektrotrophen Mykoparasitismus in der Predator Yeast Saccharomycopsis schoenii

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Wendland
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448656174

In der vorherigen erfolgreichen Projektphase haben wir die Roller zweier Gene für die Mykopathogenität von Predator Hefen charakterisiert. Saccharomycopsis schoenii KIL1 (für KILler-Kinase 1) und STE12 Mutanten von sind avirulent und bilden keine Haustorien (‚penetration pegs‘). Unsere Arbeiten dazu wurden in PLOS Pathogens veröffentlicht. Für die folgende Periode schlagen wir diese Forschungsziele vor: Das erste Ziel befasst sich mit der Funktionsanalyse von zwei weiteren differentiell exprimierten MAP-Kinase-Effektoren, TEC1 und FAR1. Damit soll ihre Rolle in der Mycopathogenität bzw. bei der Bildung der penetration pegs aufgeklärt werden. Far1 ist in S. cerevisiae am Zellzyklusblock vor der Paarung und an der Bildung der shmoos beteiligt. Wir beobachteten eine Blockade im S. schoenii-Zellzyklus während der Prädationsphase, die von Far1 in S. schoenii abhängen könnte. Weitere Untersuchungen zur Regulierung der Knospenmorphogenese und penetration peg Bildung sind erforderlich. Wir konnten zeigen, dass ein Bereich in der Nähe der Wachstumsspitze in einen penetration peg umgewandelt werden kann und später das Knospenwachstum an der vorherigen Position wieder aufgenommen wird. Elektronenmikroskopische Bilder (Kreger-van Rij und Veenhuis, 1973) zeigten ein Band an der Basis der penetration pegs. Wir werden die Lokalisierung des Aktin-Zytoskeletts in fixierten Zellen und die Septin-Lokalisierung mittels CDC3-GFP in vivo im Zellzyklus und während der Prädationsphase analysieren, um zu klären, ob diese Strukturen dort akkumulieren. Das zweite Ziel konzentriert sich auf die Charakterisierung einer Gruppe von Prädationsgenen, die wir CRE-Gene (für Cystein-Rich Effectors) nennen. Bei anderen Pflanzenpathogenen zeigten cysteinreiche Effektoren eine Rolle bei der Virulenz, deren Funktionen jedoch noch unklar sind. CRE-Gene sind spezifisch für die Gattung Saccharomycopsis, enthalten ein Signalpeptid zur Sekretion und besitzen acht hochkonservierte Cysteinreste. Darüber hinaus wurde innerhalb des S. schoenii-Zweiges ein längeres CRE-Gen gefunden, das sechs weitere Cysteinreste an konservierten Positionen trägt. Das Eindringen in eine Wirtszelle über einen penetration peg reicht alleine möglicherweise nicht aus, um diese Zelle zu töten. Daher könnte die Untersuchung der CRE-Gene Aufschluss darüber geben, wie es einem Nekrotrophen gelingt, Wirtszellen abzutöten. Wir werden uns auch die Ereignisse in unseren Saccharomyces cerevisiae Modell-Wirtszellen genauer ansehen. Unser Fokus liegt dabei auf der Zellmembranbiologie dieser Zellen. Damit gehen wir der Frage nach, ob (oder wie lange) die Plasmamembran Wirtszellen während der Attacke durch die Predator-Hefen intakt bleibt. Mithilfe von CRE-GFP-Konstrukten werden wir klären, ob Effektormoleküle in die Beutezelle gelangen müssen und ob umgekehrt S. cerevisiae-Endozytosemutanten den Prädationsprozess bzw. die für die Tötung erforderliche Zeit verzögern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen