Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

RUB-Forscher und Kollegen züchten Penicillin-produzierende Pilze mit neuen Eigenschaften

08.01.2013
Dunkelheit, Sauerstoffmangel und Vitamin macht Pilzen „Lust auf Sex”
Anders als 100 Jahre lang gedacht: Schimmelpilz kann sich geschlechtlich vermehren

Über 100 Jahre lang ging man davon aus, dass sich der Penicillin-produzierende Schimmelpilz Penicillium chrysogenum nur ungeschlechtlich über Sporen vermehrt. Ein internationales Forscherteam um Prof. Dr. Ulrich Kück und Julia Böhm vom Lehrstuhl für Allgemeine und Molekulare Botanik der Ruhr-Universität hat nun erstmals gezeigt, dass der Pilz auch einen Sexualzyklus, also zwei „Geschlechter“ besitzt.


Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der asexuellen Konidiosporen des Penicillin-Produzenten Penicillium chrysogenum.
Abbildung: Lehrstuhl Allgemeine und Molekulare Botanik, RUB

Durch geschlechtliche Vermehrung von P. chrysogenum erzeugten die Forscher Pilzstämme mit neuen biotechnologisch relevanten Eigenschaften – etwa hohe Penicillin-Produktion ohne das verunreinigende Chrysogenin. Das Team aus Bochum, Göttingen, Nottingham (England) und Kundl (Österreich) sowie von der Sandoz GmbH berichtet in PNAS. Der Artikel erscheint im Lauf dieser Woche in der Online Early Edition und wurde als Coverstory ausgewählt.

Einziger Penicillin-Produzent

Vor etwa 100 Jahren wies Alexander Fleming bei Penicillium chrysogenum die Bildung von Penicillin nach. Bis heute ist kein anderer Produzent des Antibiotikums Penicillin bekannt, das einen jährlichen Weltmarkwert von circa sechs Milliarden Euro besitzt.

Gene kombinieren und Nachkommen mit neuen Eigenschaften züchten

Nicht nur Tiere und Pflanzen, auch viele Mikroorganismen wie Pilze und Algen können sich geschlechtlich vermehren. Der Vorteil: Die Nachkommen besitzen eine Kombination der Gene beider Paarungspartner und somit neue Eigenschaften. Eine geschlechtliche Vermehrung ist bei Pilzen jedoch nicht die Regel. Die meisten vermehren sich über Sporen, die im Fall der Schimmelpilze als weiße, grüne oder schwarze Beläge auf verdorbenen Speisen auftreten. Diese Sporen tragen nur die Gene eines Elternpilzes in sich. „Wir haben bereits vor fünf Jahren die Existenz sogenannter Geschlechtsgene bei Penicillium chrysogenum nachgewiesen“, sagt Prof. Kück. Nun fand das Forscherteam spezielle Umweltbedingungen, unter denen sich der Schimmelpilz tatsächlich geschlechtlich vermehrt. Entscheidend war, die Pilze im Dunkeln unter Sauerstoffmangel auf einem Nährmedium anzuziehen, dem das Vitamin Biotin zugefügt worden war. Sowohl auf der molekularen Ebene, als auch in ihren äußeren Merkmalen zeigten die Nachkommen neue Eigenschaften.

Ergebnisse könnten auf andere Pilze übertragbar sein

Mit sogenannten Mikroarray-Analysen untersuchten die Biologen außerdem die Aktivität aller ca. 12 000 Gene des Schimmelpilzes. Das Ergebnis: Die Geschlechtsgene kontrollieren die Aktivität von biotechnologisch relevanten Genen, zum Beispiel jenen für die Penicillin-Produktion. „Wir vermuten, dass sich die Erkenntnisse auch auf andere Schimmelpilze übertragen lassen“, sagt Ulrich Kück, „etwa Penicillium citrinum und Aspergillus terreus, die cholesterinsenkende Statine herstellen, oder Penicillium brevicompactum und Tolypocladium inflatum, welche Immunsuppressiva produzieren, die bei Organtransplantationen Einsatz finden.“ Die Forscher führten die Arbeit im Christian Doppler-Labor „Biotechnologie der Pilze“ an der Ruhr-Universität durch, gefördert mit Mitteln der Christian Doppler Gesellschaft (Wien).

Titelaufnahme

J. Böhm, B. Hoff, C.M. O’Gorman, S. Wolfers, V. Klix, D. Binger, I. Zadra, H. Kürnsteiner, S. Pöggeler, P.S. Dyer, U. Kück (2013): Sexual reproduction and mating-type – mediated strain development in the penicillin-producing fungus Penicillium chrysogenum, PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1217943110

Weitere Informationen

Prof. Dr. Ulrich Kück, Lehrstuhl Allgemeine und Molekulare Botanik, Fakultät für Biologie und Biotechnologie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-28212, E-Mail: Ulrich.Kueck@rub.de

Julia Böhm, Lehrstuhl Allgemeine und Molekulare Botanik, Fakultät für Biologie und Biotechnologie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-25656, E-Mail: Julia.Boehm@rub.de

Angeklickt

Lehrstuhl Allgemeine und Molekulare Botanik
http://www.ruhr-uni-bochum.de/allgbotanik/index.html
Redaktion: Dr. Julia Weiler

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/allgbotanik/index.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie