Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie infiziert der Maisbeulenbrand seinen Wirt?

02.11.2006
Entschlüsselung des Genoms von Ustilago maydis liefert neue Erkenntnisse

Eine internationale Arbeitsgruppe unter Beteiligung des Instituts für Bioinformatik (IBI) am GSF - Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit konnte Details zum Infektionsmechanismus des Maisbeulenbrandpilzes aufklären. Die Entdeckung von Gruppen benachbarter Gene und der Beweis ihrer Funktion im Infektionsprozess spielen eine entscheidende Rolle beim Verständnis der Pathogenität des Pilzes.

"Diese Untersuchung ist ein überzeugendes Beispiel, in dem die Genomanalyse neue Wege eröffnet hat, um die Mechanismen der Virulenz pathogener Organismen entschlüsseln zu können", betont Prof. Dr. Hans-Werner Mewes, Direktor des GSF-Instituts für Bioinformatik.

Ustilago maydis, so der wissenschaftliche Name des weltweit verbreiteten Brandpilzes, befällt Maispflanzen. Makroskopisch sind infizierte Pflanzen durch die vom Pilz induzierten tumorartigen Wucherungen gut zu erkennen. In der nun in Nature publizierten Arbeit wird das Genom dieses Pflanzenschädlings beschrieben. Es besteht aus 20,5 Megabasen und enthält etwa 6900 Protein-codierende Gene.

Interessanterweise konnten jedoch nur wenige aus anderen Genomen bekannte Pathogen-Merkmale, etwa Gene, die für Pflanzenzellwand abbauende Enzyme codieren, gefunden werden. Dies lässt sich damit in Einklang bringen, dass U. maydis die Pflanzenzellen des Wirtes nicht abtötet (biotrophe Interaktion).

"Der Beitrag des IBI zur Bioinformatik der Genomanalyse bestand in der Hauptsache aus der Verbesserung der automatisch generierten Genstruktur sowie der computerunterstützten Funktionsanalyse des Organismus und in der Einrichtung und Bereitstellung einer öffentlich zugänglichen Datenbank", betont Dr. Gertrud Mannhaupt, die die Arbeiten durchgeführt hat. Ohne eine systematische Genomanalyse wären Interpretationen der genomischen Information und die Identifikation zentraler neuer Gene für die Pathogenität nicht möglich gewesen.

Koordiniert wurden die Arbeiten von Prof. Jörg Kämper vom Max-Planck-Institut für Terrestrische Mikrobiologie in Marburg, dessen Gruppe auch die Untersuchung der pilzlichen Genexpressionsprofile im Tumormaterial beisteuerte. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Regine Kahmann vom Max-Planck-Institut für Terrestrische Mikrobiologie in Marburg entdeckte im Erbgut unerwartete Eigenschaften, die für die Pathogenität dieses Organismus verantwortlich sind. Es konnten zwölf spezifische Gruppen von benachbarten Genen (Clustern) identifiziert werden, die für kleine Proteine mit bisher unbekannten Funktionen codieren. Diese Proteine werden vom Pilz nach außen abgesondert (sekretiert). Außerdem konnte durch Expressionsanalysen gezeigt werden, dass im Tumormaterial die meisten Gene dieser Cluster aktiv sind.

Da sich Ustilago maydis relativ einfach kultivieren und revers-genetisch verändern lässt, konnte untersucht werden, ob diese Gencluster wichtig für die pathogene Entwicklung sind. Erstaunlicherweise zeigte sich, dass die Entfernung dieser Cluster in fünf Fällen zu einer veränderten Virulenz von U. maydis führt. Dabei reichte das Spektrum von komplettem Verlust bis hin zu einer Erhöhung der Virulenz an der Wirtspflanze.

Trotz jahrelanger Forschung zur Aufklärung des Mechanismus der Pathogenität von U. maydis konnte man bis dato keine "echten" Virulenzfaktoren identifizieren, d.h. pilzliche Faktoren, die ausschließlich eine Rolle in der Interaktion mit der Pflanze besitzen.

Weitere Informationen:

Quelle: Kämper et. al., 'Insights from the genome of the biotrophic fungal plant pathogen Ustilago maydis'; Nature, 2. November 2006

Kontakt zur GSF- Pressestelle:
GSF - Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, Komunikation, Tel: 089/3187-2460, Fax 089/3187-3324, E-Mail: oea@gsf.de

Michael van den Heuvel | idw
Weitere Informationen:
http://www.gsf.de/neu/Aktuelles/Presse/2006/ustilago.php

Weitere Berichte zu: Bioinformatik Cluster Gen Genom Genomanalyse Organismus Pathogenität Ustilago Virulenz Wirt

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Antibiotikaresistente Erreger in Haushaltsgeräten
16.02.2018 | Hochschule Rhein-Waal

nachricht Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt
16.02.2018 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics