Molecular studies on the secondary chemistry of lichens: a phylogenetic perspective

• Applicant: Professorin Dr. Imke Schmitt
• Subject Area: Plant Biochemistry and Biophysics
• Term: from 2003 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5403686

Flechten produzieren eine immense Vielfalt sekundärer Stoffwechselprodukte. Obwohl die Identität vieler dieser Stoffe schon gut untersucht ist, sind deren Eigenschaften und biologische Funktionen noch weitgehend ungeklärt. Das liegt unter anderem daran, dass Flechten nur mühsam oder gar nicht kultivierbar sind und im Vergleich zu nicht-lichenisierten Pilzen geringe Wachstumsraten aufweisen. Konventionelle Screening-Verfahren von Naturprodukten, mit denen die biologische Aktivität verschiedener Substanzen getestet werden kann, sind daher bei Flechten nicht anwendbar. Mit Hilfe molekulargenetischer Methoden ist es jedoch möglich, diejenigen Gene zu charakterisieren, die für die Produktion von Sekundärstoffen verantwortlich sind. Diese genetische Information kann in einem phylogenetischen Rahmen analysiert werden und es können Hypothesen über die Evolution sekundärstoff-synthetisierender Gene und der involvierten Stoffwechselwege formuliert werden. In dem hier beantragten Projekt soll die chemisch und phylogenetisch gut charakterisierte Ordnung Pertusariales untersucht werden, eine Flechtengruppe, die durch eine besonders hohe Diversität sekundärer Inhaltsstoffe gekennzeichnet ist. Polyketidsynthase (PKS) Gene, welche für die meisten Stoffklassen sekundärer Metaboliten kodieren, werden sequenziert und einer phylogenetischen Analyse unterzogen. So kann überprüft werden, ob das Vorkommen bestimmter Kombinationen sekundärer Inhaltsstoffe in Untergruppen der Pertusariales durch differentielle Gen-Expression, Gen-Degradation oder Gen-Verlust gesteuert wird. Die Ergebnisse dieser Studie können langfristig dazu beitragen, potentielle biologische Aktivitäten von Flechteninhaltsstoffen zu erkennen und kommerziell nutzbar zu machen.

• DFG Programme: Emmy Noether International Fellowships
• Participating Person: Dr. Gregory M. Mueller