Chemical genetic analysis of cell separation in the basidiomycetes Ustilago maydis
Final Report Abstract
Der phytopathogene Pilz Ustilago maydis bildet während seines Lebenszyklusses verschiedene Septen aus. Auf der Pflanzenoberfläche wächst U. maydis als Filament. Da der Zellzyklus in diesem Filament gestoppt ist, werden in regelmäßigen Abständen die sog. „Retraction“-Septa eingezogen, die dann leere Abschnitte zurücklassen. Im Rahmen des Projektes ist es uns erstmals gelungen, ein Signalmodul zu identifizieren, dass die Bildung von diesen „Retraction“-Septa steuert. Das Modul besteht aus der konservierten kleinen GTPase Cdc42, ihrem Aktivator Don1 und ihrem Effektor Drfl. Ohne „Retraction“-Septa verlieren die Hyphen ab einer bestimmten Länge die Fähigkeit, Appressorien zu bilden und die Virulenz nimmt deutlich ab. Ist jedoch eine Pflanzeninfektion gelungen und der Zellzyklus ist wieder gestartet, sind die dann gebildeten Septen unabhängig von diesem Don1-Cdc42-Drf1 Signalmodul. In einem weiteren Ansatz sollten Zielproteine der Ste20-ähnlichen Kinase Don3 identifiziert werden. Don3 reguliert die Bildung des zweiten Septums unabhängig von dem Don1-Cdc42-Drf1-Signalmoduls und ist auch essentiell für die Synthese der „Retraction“-Septa. Schließlich wurde die Rolle der Peroxisomen bei der Sekundärmetabolitenproduktion in U. maydis untersucht. Unter Stickstoffmangel produziert U. maydis zwei Klassen von Glykolipiden: Die Ustilaginsäuren (UA) und die Mannosylerythritollipide (MELs). Hierzu ist eine Veröffentlichung in Vorbereitung, in der gezeigt werden wird, dass die zeitgleiche Produktion durch Kompartimentierung räumlich getrennt wird. Wird diese Trennung aufgehoben, beeinflusst die MEL-Produktion in erheblichem Maße die UA-Biosynthese.
Publications
- (2011) Septation of infectious hyphae is critical for appressoria formation and virulence in the smut fungus Ustilago maydis. PloS Pathog. 7, e1002044
Freitag, J., Lanver, D., Böhmer, C., Schink, K.O., Bölker, M. and Sandrock, B.
- (2012) Chemical genetics - a versatile method to combine science and higher level teaching in molecular genetics. Molecules, 17, 11920-11930
Sandrock, B.
(See online at https://doi.org/10.3390/molecules171011920)
