Mikrobielle Kommunikation und Naturstoffe

Eine der wesentlichen Fragen der Naturstoff-Forschung ist, welche Regulationsmechanismen und welche physiologischen Bedingungen dazu führen, dass Naturstoffe produziert werden. Dazu haben wir entdeckt, dass bei der direkten Interaktion des Gram-positiven Bodenbakteriums Streptomyces rapamycinicus spezifisch stille Gencluster sowohl in A. nidulans als auch A. fumigatus aktiviert werden, die zur Produktion neuer Substanzen führen. Für A. nidulans konnte bereits gezeigt werden, dass das Bakterium in der Lage ist, die Histonmodifikations-Maschinerie zu reprogrammieren. Dies geschieht durch die Veränderung des SAGA-ADA-Komplexes in A. nidulans, der mithilfe seiner GCN5-Proteinuntereinheit (Histonacetyl-Transferase) die Lysinreste K9 und K14 im Histon 3 acetyliert, was wiederum zur Expression des stillen Orsellinsäure-Genclusters führt. Bisher ist unklar, was die induzierenden Signale des Streptomyzeten sind, wie die Signale durch den Pilz sensiert und weitergeleitet werden. Im Fokus stehen dabei die Gewinnung grundlegender Erkenntnisse zur epigenetischen Regulation der Sekundärmetabolit-Bildung durch mikrobielle Kommunikation, zu neuen molekularen Mechanismen der epigenetischen Kontrolle von Genclustern sowie zur Frage, inwiefern die gebildeten Verbindungen Mikroorganismengemeinschaften strukturieren können.

Mikrobielle Kommunikation und Naturstoffe

Ein weiteres interessantes Interaktionspaar bildet Aspergillus fumigatus mit dem Bakterium Pseudomonas aeruginosa. Beide Organismen werden häufig in der Lunge von Patienten mit Cystischer Fibrose (CF) gefunden, ohne dass die Bedeutung einer möglichen Interaktion dieser Mikroorganismen für den Krankheitsverlauf untersucht wurde. Wie in initialen Experimenten gezeigt werden konnte, bilden beide Organismen einen physischen Kontakt aus und beeinflussen sich gegenseitig in ihren Genexpressionsmustern.