Wie Mikroorganismen auf molekularer Ebene interagieren
Biologie: Förderung durch Boehringer Ingelheim Stiftung
Der Biologe Dr. Florian Altegoer vom Institut für Mikrobiologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) erhält einen mit 210.000 Euro dotierten „Exploration Grant“ der Boehringer Ingelheim Stiftung (BIS). In den kommenden zwei Jahren wird er erforschen, wie der pflanzenpathogene Pilz Ustilago maydis erkennt, wann er eine Infektion auslösen kann.
Pathogene, also Krankheitserreger wie Bakterien oder Pilze, müssen ihre Umgebung präzise wahrnehmen können, um einen Organismus erfolgreich zu infizieren. Dafür nutzen Sie spezielle Sensoren in ihrer Zellmembran. Eine wichtige Klasse solcher Sensoren sind die sogenannten „G-Protein gekoppelte Rezeptoren“ (kurz GPCRs), die Signale aus der Umgebung wahrnehmen können.
Dr. Florian Altegoer, Nachwuchsgruppenleiter am Institut für Mikrobiologie der HHU: „GPCRs sind beim Menschen sehr gut untersucht, sie stellen zentrale Angriffspunkte für viele Medikamente dar. Diese Rezeptoren gibt es genauso auch bei Pilzen, wo deren Rolle bisher aber wenig erforscht ist.“
In früheren Forschungen haben die Düsseldorfer Biologen bereits ein neues Sensorsystem in Ustilago maydis entdeckt. Dafür nutzt der Pilz das Protein Pit2, das er nach außen abgibt. Befindet sich der Pilz in der Pflanze, verarbeitet die Wirtszelle das Protein; die Stoffwechselprodukte wiederum kann der Pilz über den Rezeptor Gpe1 erkennen und dann sein Infektionsprogramm starten.
„In unserem neuen, von BIS geförderten Projekt wollen wir die molekularen Grundlagen dieses neuen – und für die Wirtszelle unfreiwilligen – Kommunikationsmechanismus erforschen. Dazu möchten wir die Struktur von Gpe1 mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie aufklären und auf der Basis den Aktivierungsmechanismus entschlüsseln“, erläutert Altegoer. Dies wollen die Forschenden mit anderen bekannten Kommunikationsmechanismen vergleichen und weitere suchen.
Altegoer: „Langfristig möchten wir verstehen, wie spezifische Kommunikationssignale zwischen Pilzen und ihren Wirten funktionieren. Dieses Wissen kann helfen, gezielt in solche Prozesse einzugreifen und neue Ansatzpunkte für die Bekämpfung von Pilzinfektionen zu entwickeln.“
Das Projekt „Deciphering the molecular language of fungal peptide GPCR signaling“ wird über zwei Jahre von der BIS mit 210.000 Euro gefördert. Dies ermöglicht unter anderem den Aufbau neuer methodischer Expertise im Bereich der Kryo-Elektronenmikroskopie von Membranproteinen.
Die Ergebnisse des Projekts schaffen zudem Anknüpfungspunkte zum Sonderforschungsbereich SFB 1535 „MibiNet“ der HHU. In diesem großen Forschungsprojekt geht es um die Erforschung mikrobieller Netzwerke und den Kommunikationsprozessen zwischen Mikroben. Altegoer wird hierzu Erkenntnisse über die molekulare Funktionsweise eines neuartigen Kommunikationsweges einbringen: „Wir können neue Perspektiven für die Identifikation und funktionelle Charakterisierung von Kommunikationswegen in mikrobiellen Netzwerken eröffnen.“
Exploration Grant
Mit diesen Forschungsstipendien bietet die Boehringer Ingelheim Stiftung herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die in den Bereichen Biologie, Chemie und Medizin Grundlagenforschung betreiben, die Möglichkeit, bereits in einer frühen Phase ihrer Karriere neue Forschungsansätze zu verfolgen. Junge Forschungsgruppenleiterinnen und -leiter können so neuen Ideen oder überraschenden Erkenntnissen nachgehen, die das Potenzial haben, ihr Forschungsprofil zu erweitern oder neu auszurichten.
Weitere Informationen:
https://boehringer-ingelheim-stiftung.de/en/what-we-fund/funding-programmes/exploration-grants.html
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