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Verknüpfen von Genomevolution und physiologischen Anpassungen um Veränderungen der Lebensweise und das Auftreten von Pathogenität in den Trichosporonales (Agaricomycotina) zu verstehen

Fachliche Zuordnung Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze
Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
Förderung Förderung von 2021 bis 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 460261834
 
Erstellungsjahr 2024

Zusammenfassung der Projektergebnisse

In den letzten Jahren hat das Auftreten neuer Pilzpathogene beim Menschen erhebliche Gesundheitsbedrohungen dargestellt. Pilzpathogene sind bekannt für ihre Vielfalt und schnelle Anpassung an Abwehrmechanismen des Wirts. Trotz der zunehmenden Bedrohung durch Pilzpathogene ist wenig über ihren Übergang von saprotrophen zu pathogenen Lebensweisen bekannt. Um Einblicke in diesen Übergang zu gewinnen, untersuchten wir die Ordnung der Trichosporonales, die sowohl saprotrophe Arten als auch opportunistische Krankheitserreger beim Menschen umfasst, als ein System, um evolutionäre Anpassungen zur Virulenz bei Pilzen aufzudecken. Die Studie konzentrierte sich auf verschiedene Bereiche der Pilzbiologie, insbesondere darauf, wie die adaptive Übersetzung von Stoffwechselwegen die Physiologie und Ökologie dieser Pilze beeinflusst. Wir stellten fest, dass sich unterschiedliche molekulare Mechanismen entwickelt haben, um diese ökologischen Strategien zu unterstützen. Opportunistische Krankheitserreger weisen tRNA- Profile und Codon-Gebrauchsverzerrungen auf, die die Übersetzung von Proteinen erleichtern, die für eine schnelle Besiedlung des Wirts entscheidend sind, und gleichzeitig die Konkurrenzfähigkeit in natürlichen Umgebungen erhalten. Saprotrophe Pilze zeigen dagegen Übersetzungsanpassungen, die den Abbau organischer Substanzen in der Umwelt fördern. Die vorhergesagten genomischen Signaturen, die mit diesen Anpassungen und Lebensweisen verbunden sind, werden durch in vitro-Tests gestützt. Diese Ergebnisse bieten Einblicke, wie tRNA-Moleküle in Kombination mit Codon- Gebrauchsverzerrungen die schnelle Anpassung an neue ökologische Nischen regulieren. Dieses Projekt verknüpft genomische Daten mit der Physiologie und Ökologie von Pilzen und liefert Erkenntnisse zur Evolution von Pilzlebensstilen und Pathogenese. Darüber hinaus trug dieses Projekt zur Identifizierung und Klassifizierung einer neuen Pilzklasse, der Peribolosporomycetes, bei. Mitglieder dieser neuen Linie sind osmotolerante und hitzeresistente Basidiomyceten, die an extreme Bedingungen wie salzhaltige oder hohe Temperaturen angepasst sind. Die Beschreibung dieser neuen Klasse unterstreicht die ökologische Vielfalt und Überlebensstrategien von Pilzen. Zusammenfassend liefert dieses Projekt evolutionäre und physiologische Einblicke in die Anpassung von Pilzen an verschiedene Umgebungen, sei es als Zersetzer oder als opportunistische Krankheitserreger beim Menschen. Es bildet auch die Grundlage für die Entwicklung von Werkzeugen zur Vorhersage von Pilzlebensweisen basierend auf genomischen und physiologischen Daten. Diese Erkenntnisse haben praktische Bedeutung für die medizinische Mykologie, den Umweltschutz, die Biotechnologie und die Vorhersagebiologie. Ein besseres Verständnis der evolutionären, genetischen, molekularen und physiologischen Anpassungen, die es Pilzen ermöglichen, verschiedene Umgebungen zu besiedeln, könnte zukünftige Fortschritte bei Fungiziden, pilzbasierten Enzymen und nachhaltigen Ansätzen fördern.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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