Strukturelle und funktionelle Analysen an Paarungstyp-Locus kodierten Transkriptionsfaktoren von Penicillium-Arten

Die Gattung Penicillium stellt eine Vielzahl von wichtigen Pilzarten, welche eine Bedeutung für die angewandte Mikrobiologie besitzen. Allerdings ist nur wenig über ihre entwicklungsabhängigen Besonderheiten in Bezug auf ihre sexuelle Vermehrung bekannt. Weiterhin weist die Beobachtung, dass die regulatorische Funktion der Paarungtyp-Locus (MAT)-kodierten Transkriptionsfaktoren (TFs) weit über die Kontrolle von Sexualprozessen hinausreicht, auf ihre besondere biotechnologische Relevanz hin. Die Analyse von MAT-kontrollierten zellulären und entwicklungsspezifischen Funktionen stellt deshalb einen vielversprechenden Forschungsansatz dar. Über die Charakterisierung der MAT-TFs hinaus, sind genregulatorische Netzwerke von Interesse, die durch MAT-Proteine in verschiedenen Penicillium-Arten kontrolliert werden. Wir beabsichtigen einen Einblick in die funktionellen und mechanistischen Eigenschaften von MAT-TFs zu erhalten, um die kooperative Interaktion mit DNA und anderen Proteinen zu verstehen. Deshalb werden wir die folgenden Fragestellungen bearbeiten:

• a.) Mit welchen Faktoren interagieren MAT-TFs auf Proteinebene?
• b.) Wie ist die Röntgenstruktur des alpha-Domänen MAT1-1-1 TFs von P. chrysogenum?

Wir wollen weiterhin Paarungstypsysteme und Sexualzyklen bei anderen Penicillium-Arten als P. chrysogenum untersuchen. Wir werden uns deshalb folgenden Fragen zuwenden:

• a.) Wie kontrollieren MAT-TFs die zeit- und entwicklungsabhängige Expression von spezifischen Zielgenen in diversen Penicillium-Spezies?
• b.) Existiert ein Sexualzyklus in den biotechnologisch relevanten Penicillium-Arten P. brevicompactum und P. citrinum?

Experimentalprojekte:

•     Funktionelle Analyse von MAT Locus-kodierten Transkriptions
•     Kreuzungstyp Systeme und sexuelle Lebenszyklen bei Vertretern der Gattung Penicillium

Referenzen

Mahmoudjanlou Y, Hoff B, Kück U (2019) Construction of a codon-adapted nourseotricin-resistance marker gene for efficient targeted gene deletion in the mycophenolic acid producer Penicillium brevicompactum. J Fungi (Basel) 5(4). pii: E96. doi: 10.3390/jof5040096.

Ianiri G, Fang Y, Dahlmann T, Janbon G, Kück U, Heitman J (2020) Mating-type specific ribosomal proteins control aspects of sexual reproduction in Cryptococcus neoformans. Genetics 214(3): 635-649. doi: 10.1534/genetics.119.302740

Mahmoudjanlou Y, Dahlmann T, Kück U (2020) Molecular analysis of mating type loci from the mycophenolic acid producer Penicillium brevicompactum: Phylogeny and MAT protein characterization suggest a cryptic sexual life cycle. Fungal Biol 124(9): 821-833. doi: 10.1016/j.funbio.2020.07.006.

Ramšak B, Markau J, Pazen T, Dahlmann TA, Krappmann S, Kück U (2020) The master regulator MAT1-1-1 of fungal mating binds to its targets via a conserved motif in the human pathogen Aspergillus fumigatus. G3 (Bethesda) 11(2): jkaa012. doi: 10.1093/g3journal/jkaa012in press