Das Potential deutscher Feuchtgebiete – eine Untersuchung der Biodiversität und Sekundärstoffproduktion von Basidiomycota mit dem Fokus auf ihren Antibiofilm-Eigenschaften

• Antragstellerin: Dr. Hedda Schrey
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme ; Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 534769897

Jüngsten molekularökologischen Studien zufolge gibt es unzählige unerforschte Basidiomyceten - viele von ihnen besitzen eine faszinierende chemische Ökologie. Um ihren Lebensraum gegenüber Angreifern zu verteidigen, besitzen sie ein großes Repertoire an einzigartigen, biologisch aktiven Sekundärstoffen. Zwei dieser unerforschten Habitate sind deutsche Feuchtgebiete sowie der Dung von herbivoren Säugetieren. Studien an koprophilen Pilzen haben gezeigt, dass die hohe mikrobielle Diversität im Dung die Produktion zahlreicher bioaktiver Sekundärstoffe stimuliert. Obwohl Feuchtgebiete ebenfalls durch eine große Organismenvielfalt gekennzeichnet sind, die eingebettet in komplexen Gemeinschaften leben, sind nur wenige Studien über ihren Sekundärstoffwechsel bekannt - und noch viel weniger über ihre Wirkung gegenüber Biofilmen. Andererseits wird die weltweite Ausbreitung antimikrobieller Resistenzen immer mehr zu einer großen Herausforderung für unser Gesundheitssystem. Biofilme sind in der Medizin weit verbreitet und häufig äußerst resistent gegenüber herkömmlichen Antibiotikabehandlungen. Um dieses Problem zu bewältigen sind dringend neue therapeutische Strategien und neuartige Wirkstoffe erforderlich. Der folgende Antrag möchte deshalb Pilzarten untersuchen, die in ihrer natürlichen Umgebung Biofilmpopulationen ausgesetzt sind. Ziel ist die Evaluation, ob saprothroph wachsende Basidiomyceten aus Feuchtgebieten und Dung ein besonderes Potential für die Bildung bioaktiver Sekundärmetabolite besitzen, die selektiv auf Biofilme wirken. Hierfür werden Reinsubsubstanzen, die keine cytotoxischen Effekte auf Säugetierzellen zeigen, aus Pilzkulturen (submers/emers) isoliert und auf ihre hemmenden oder auflösenden Wirkungen gegenüber Biofilmen hin untersucht. In diesem Rahmen werden die isolierten Wirkstoffkandidaten mit Hilfe komplementärer Methoden (z.B. Kristallviolett-Assay, konfokale Mikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, Reportergen-Assays, synergistische Assays) auf ihren Wirkmechanismus im Biofilm hin analysiert werden. Weiterhin soll die Wirkstoffproduktivität von Pilzorganismen aus Feuchtgebieten, als Beispiel für nährstoffarme Lebensräume, mit der aus nährstoffreichem Dung verglichen werden. Auf diese Weise will das Projekt die chemische Ökologie von Pilzorganismen aus diesen beiden besonderen Lebensräumen näher beleuchten. Darüber hinaus wird die Kartierung der Pilzorganismen und ihre Hinterlegung in offiziellen Stammsammlungen einen wichtigen Beitrag zur Bestandsaufnahme und Erhaltung der Pilzvielfalt in Feuchtgebieten leisten, die aufgrund der sich ändernden klimatischen Bedingungen stark bedroht sind. Am Ende der Projektlaufzeit ist eine Wanderausstellung für die wissenschaftsaffine Öffentlichkeit geplant, die das Potential der Pilze herausstellen möchte: einerseits in ihrer Bedeutung für das Ökosystem Feuchtgebiet als auch in ihrer Relevanz bei der Erforschung antimikrobieller Wirkstoffe.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen