Aminosäurebiosynthese und Differenzierung des filamentösen Schimmelpilzes Aspergillus nidulans
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In der vergangenen Förderperiode haben wir das CSN von A. nidulans weiter charakterisiert. Eine wichtige Voraussetzung war die Bestimmung und Annotation der Genomsequenz von A. nidulans, an der wir uns beteiligt haben und bei der wir in Kollaboration mit zahlreichen Arbeitsgruppen aus unterschiedlichen Ländern verschiedene Aspergillen verglichen haben. Die Genomsequenz erlaubte die Identifikation aller Gene für Untereinheiten des COP9-Signalosoms. Wir haben die Architektur des COP9-Signalosoms auf biochemischer Ebene untersucht und gezeigt, dass A. nidulans ein 8-Untereinheiten CSN besitzt, wie dies auch für Pflanzen und den Menschen beschrieben wurde. Für andere Pilze (S. cerevisiae, S. pombe, N. crassa) waren bisher nur kleinere Varianten von CSN mit z.T. nicht konservierten Untereinheiten beschrieben worden. Die Deletion unterschiedlicher Gene für Untereinheiten von CSN führte zu identischen Phänotypen mit einer Störung der Entwicklung, des Sekundärmetabolismus und der Lichtantwort. Wir konnten über Punktmutationen, die das katalytische Zentrum verändern, zeigen, dass die intrinische Deneddylase-Aktivität für alle drei Prozesse von Bedeutung ist. Weiter ist CSN am DNA-Schadenskontrollpunkt in filamentösen Pilzen beteiligt. Ein erster von CSN kontrollierter Cullin-Komplex, der spezifisch für die pilzliche Entwicklung notwendig ist, konnte identifiziert werden. Das entsprechende Gen grrA wird während der Fruchtkörperbildung transkribiert. Eine Deletionsmutante führte nicht zu lebensfähigen sexuellen Sporen (Ascosporen), weil die Meiose gestört war. Weiter konnten wir CryA als ein Protein mit der kombinierten Funktion eines Cryptochroms (UV-Rezeptor und Regulator) und einer Photolyase identifizieren. Die Deletion dieses Gens führt zur unkontrollierten Induktion von Zellen des sexuellen Zyklus und zu einer erhöhten Transkription von Regulatoren der Entwicklung. Bei der Suche nach CSN-kontrollierten Proteinen konnten wir einen neuen Proteinkomplex (VelB-VeA-LaeA) identifizieren, der für die Licht-abhängige Koordination von pilzlicher Entwicklung und dem Sekundärmetabolismus essentiell ist.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2005) Sequencing of Aspergillus nidulans and comparative analysis with A. fumigatus and A. oryzae. Nature. 438, 1105-1115
Galagan JE, Calvo SE, Cuomo C, Ma LJ, Wortman J, Batzoglou S, Lee SI, Brudno M, Batürkmen M, Spevak SS, Clutterbuck J, Kapitonov V, Jurka J, Scazzocchio C, Farman M, Butler J, Purcell S, Harris S, Braus GH, Draht O, Busch S, D’Enfert C, Bouchier C, Goldman GH, Griffith-Jones S, Vienken K, Pain A, Selker EU, Archer D, Penalva MA, Oakley BR, Momany M, Sano M, Tanaka T, Kumagai T, Machida M, Nierman WC, Denning DW, Caddick M, Hynes M, Paoletti M, Fischer R, Miller B, Dyer P, Sachs MS, Osmani SA, Birren B
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(2005) The csnD-E signalosome genes are involved in the Aspergillus nidulans DNA damage response. Genetics 171, 1003-1015
Lima JF, Malavazi I, Fagundes MRZK, Savoldi M, Goldman MHS, Schwier E, Braus GH, Goldman GH
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(2006) The Aspergillus nidulans F-box protein GrrA links SCF activity to meiosis. Mol. Microbiol. 61, 76-88
Krappmann S, Jung N, Medic B, Busch S, Prade RA, Braus GH
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(2007) An eight-subunit COP9 signalosome with an intact JAMM motif is required for fungal fruit body formation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 104, 8125-8130
Busch S, Schwier EU, Nahlik K, Bayram Ö, Draht OW, Helmstaedt K, Krappmann S, Valerius O, Lipscomb WN, Braus GH
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(2008) More than a repair enzyme: Aspergillus nidulans photolyase-like CryA is a regulator of sexual development. Mol. Biol. Cell. 19, 3254-3262
Bayram Ö, Biesemann C, Krappmann S, Galland P, Braus GH
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(2008) VelB/VeA/LaeA complex coordinates light signal with fungal development and secondary metabolism. Science. 320, 1504-1506
Bayram Ö, Krappmann S, Ni M, Bok JW, Helmstaedt K, Valerius O, Braus-Stromeyer S, Kwon NJ, Keller NP, Yu JH, Braus GH
