Signaltransduktion der Nitratverwertung in Pilzen

Der Pilz Aspergillus nidulans als Modellsystem der Nitratverwertung: genetische, genomische und proteomische Studien zum Verständnis der Nitrat- Signalübertragung Projektziel: Das Projekt zielt darauf ab, unser Verständnis der molekularen Regulationsmechanismen für die Nitratverwertung zu verbessern. Nitrat wird in der Landwirtschaft umfassend als Dünger eingesetzt, bekanntermassen aber mit Gesundheitsgefährdungen verbunden. Das verbesserte Verständnis der Regulationsmechanismen hat auch das Potential die Effizienz der mehr als 100 Millionen Tonnen von Stickstoffdüngern, die jährlich weltweit ausgebracht werden, zu erhöhen. Beschreibung: Der Bodenpilz Aspergillus nidulans hat sich mittlerweile als eines der am weitesten fortgeschrittenen Modellsysteme für die Untersuchung der Stickstoffverwertung etabliert und ausführliche Kenntnisse über die wichtigsten molekularen Regulatoren dieses Prozesses sind erarbeitet worden. In dem vorliegenden Projekt werden die zellulären Vorgänge untersucht werden, die notwendig sind, um dem Pilz die An- oder Abwesenheit von Nitrat in seiner Umwelt zu signalisieren und diese Information von der Zelloberfläche an den Zellkern weiterzuleiten. In den drei Teilprojekten werden verschiedene Methoden zur Anwendung kommen, die die Charakterisierung solcher Signalvorgänge erlauben. Zum einen wird duch die Mutagenese von speziell konstruierten Aspergillus Stämmen versucht, Mutanten in einem der Signaltransduktionswege zu finden. Zum zweiten werden durch die Anwendung der neuen "microarray" Technologie die Änderung der Genexpression aller Aspergillus Gene in Reaktion auf den Nitrat Stimulus untersucht. Gene, die eine starke Reaktion zeigen werden anschliessend weiter charakterisiert. Im dritten Projektteil wird die zelluläre Antwort auf den Nitratstimulus auf Proteinebene untersucht. Dies geschieht mit Hilfe der ebenfalls neuen sogenannten "Proteome" Techniken, die, beginnend mit einer Auftrennung des Gesamtproteinextraktes in 2 Dimensionen, die spezifische An- oder Abwesenheit bzw. spezifische Veränderungen bestimmter Proteine nachweisen können. So identifizierte Proteine werden im Anschluss durch Massenspektrometrie und Bioinformatik analysiert und identifiziert um dann weiter charakterisiert zu werden. Zusammen sollten die drei Projektteile neue Mechanismen der Nitrat Signalübertragung identifizieren und durch die genetische Konservierung mancher dieser Prozesse zwischen Pilzen und Pflanzen auch als Leitlinie für Signalübertragungs Studien in Pflanzen dienen.

Der Pilz Aspergillus nidulans als Modellsystem der Nitratverwertung: genetische, genomische und proteomische Studien zum Verständnis der Nitrat- Signalübertragung. Projektziel: Das Projekt zielt darauf ab, unser Verständnis der molekularen Regulationsmechanismen für die Nitratverwertung zu verbessern. Nitrat wird in der Landwirtschaft umfassend als Dünger eingesetzt, bekanntermassen aber mit Gesundheitsgefährdungen verbunden. Das verbesserte Verständnis der Regulationsmechanismen hat auch das Potential die Effizienz der mehr als 100 Millionen Tonnen von Stickstoffdüngern, die jährlich weltweit ausgebracht werden, zu erhöhen. Beschreibung: Der Bodenpilz Aspergillus nidulans hat sich mittlerweile als eines der am weitesten fortgeschrittenen Modellsysteme für die Untersuchung der Stickstoffverwertung etabliert und ausführliche Kenntnisse über die wichtigsten molekularen Regulatoren dieses Prozesses sind erarbeitet worden. In dem vorliegenden Projekt werden die zellulären Vorgänge untersucht werden, die notwendig sind, um dem Pilz die An- oder Abwesenheit von Nitrat in seiner Umwelt zu signalisieren und diese Information von der Zelloberfläche an den Zellkern weiterzuleiten. In den drei Teilprojekten werden verschiedene Methoden zur Anwendung kommen, die die Charakterisierung solcher Signalvorgänge erlauben. Zum einen wird duch die Mutagenese von speziell konstruierten Aspergillus Stämmen versucht, Mutanten in einem der Signaltransduktionswege zu finden. Zum zweiten werden durch die Anwendung der neuen "microarray" Technologie die Änderung der Genexpression aller Aspergillus Gene in Reaktion auf den Nitrat Stimulus untersucht. Gene, die eine starke Reaktion zeigen werden anschliessend weiter charakterisiert. Im dritten Projektteil wird die zelluläre Antwort auf den Nitratstimulus auf Proteinebene untersucht. Dies geschieht mit Hilfe der ebenfalls neuen sogenannten "Proteome" Techniken, die, beginnend mit einer Auftrennung des Gesamtproteinextraktes in 2 Dimensionen, die spezifische An- oder Abwesenheit bzw. spezifische Veränderungen bestimmter Proteine nachweisen können. So identifizierte Proteine werden im Anschluss durch Massenspektrometrie und Bioinformatik analysiert und identifiziert um dann weiter charakterisiert zu werden. Zusammen sollten die drei Projektteile neue Mechanismen der Nitrat Signalübertragung identifizieren und durch die genetische Konservierung mancher dieser Prozesse zwischen Pilzen und Pflanzen auch als Leitlinie für Signalübertragungs Studien in Pflanzen dienen.