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 Kontinentalrand mit Leckage
27.03.2017 | MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

nachricht Neuen molekularen Botenstoff bei Lebererkrankungen entdeckt
27.03.2017 | Universitätsmedizin Mannheim

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: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE