Untersuchung Natural Products in Avirulenz Signalgebung beteiligt zwischen Reis und dem Pilzreisbrand Pathogen Magnaporthe oryzae

• Antragsteller: Professor Dr. Russell J. Cox
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 312124146

Fadenpilze produzieren zahlreiche kleine Molekül, Naturprodukte, die oft besitzen interessante biologische Eigenschaften. Dieses Projekt konzentriert sich auf einen bestimmten (aber bis jetzt noch nicht bekannt) natürliches Produkt von der Pilzreis Erreger Magnaporthe oryzae. Dieser Organismus verursacht Reisfleckenkrankheit und Reiskeimling verwelken und verursacht globalen jährlichen Verluste im geschätzten entspricht dem jährlichen Verbrauch von Reis um 60 Millionen Menschen zu sein Reisertrag. Es wurde beobachtet, dass avirulenten Stämmen von M. grisea besitzen ein Gencluster (als ace1 Cluster bezeichnet), die für die Biosynthese eines kleinen Moleküls Signal Verbindung verantwortlich zu sein scheint. Wenn diese Verbindung durch resistente Pflanzen festgestellt, eine effektive Verteidigung gegen die eindringenden Pilzpathogen die Pflanzen montieren. Die Kenntnis der Struktur des Avirulenz Signalmolekül könnte die Entwicklung neuer Klassen von Agrochemikalien, die Pflanzen zu stimulieren ermöglichen, ihre eigenen nativen Abwehrkräfte gegen Pilzerreger zu montieren.Die ace1 Gencluster besteht aus 15 Genen, die nur während der Veranstaltung der Invasion der Kutikula durch den pilzlichen Pathogens exprimiert werden - speziell während der Penetration durch die Pilz apressorium. Dies bedeutet, dass die Menge der Signalstoff ist verschwindend gering und die Zeitspanne, während der er hergestellt wird, sehr kurz ist (ca. 12 h). Wir sind bestrebt, die Struktur des Avirulenz Signalisierung Metaboliten durch Expression von Genen aus dem ace1 Cluster in einem heterologen Pilzwirts Verwendung konstitutiver Promotoren, um ein hohes Maß an Proteinproduktion und Metabolit-Biosynthese sicherzustellen bestimmen. So hergestellten Verbindungen wird gereinigt, ihre Struktur unter Verwendung von NMR und MS näher erläutert und in verschiedenen biologischen Screens getestet.In Vorarbeiten suchten wir eine begrenzte Anzahl der ace1 Gene. Der Kern Biosynthesegen, ace1 selbst codiert ein stark reduziere Polyketidsynthase (PKS) zu einem Modul eines nicht-ribosomale Peptidsynthetase (NRPS) fusioniert. Wir verfügen über umfangreiche Expertise bei der Untersuchung von PKS-NRPS-Systeme in Pilzen mit heterologen Expression. Doch während Coexpression ace1 mit einem ER-kodierende Gen (Rap1) aus dem Cluster haben bei der Herstellung einer neuen Verbindung führen, was jedoch wurde gezeigt, biologisch inaktiv. In diesem Projekt werden wir konsequent zum Ausdruck Kombinationen der ace1 Gencluster, um die "richtige" Verbindung zu bestimmen. Wir werden auch die Biosynthese der verwandten Verbindung pyrichalasin H von M. grisea mit dem Ziel, mit seiner Gen-Cluster, neue chimären Clustern für die Produktion von neuen ähnlichen bioaktiven Verbindungen aufzubauen. Neue Verbindungen werden für Avirulenz Eigenschaften von akademischen Partnern in Frankreich getestet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Professor Dr. Marc-Henri Lebrun; Didier Tharreau, Ph.D.