Kern-Transport und Cellulaseproduktion in Trichoderma

Trichoderma reesei (das Anamorph des pantropischen Ascomyceten Hypocrea jecorina) ist "der" industrielle Cellulaseproduzent, und die weitere Verbesserung der Fähigkeiten seines Enzymssystems zur Hydrolyse von pflanzlicher Biomasse zu Glukose ist daher gegenwärtig Gegenstand weltweiter Anstrengungen. Um Ansatzpunkte für die weitere Entwicklung von T. reesei Stämmen zu erhalten haben wir in jüngerer Zeit die Genome zweier Mutanten sequenziert, welche erhöhte Cellulaseproduktion besitzen. Die Analyse dieser Genome zeigte daß - unter anderem - Komponenten des Kerntransports in diesen Stämmen Mutationen aufweisen. Der Transport von Transkriptionsfaktoren in Pilzen ist ein Gegenstand, der erst in jüngeren Jahren in Modellsystemen untersucht wurde, und bei dem tiefergehende Einblicke fehlen. In diesem Projekt werden wir die Komponenten des Kerntransports des Hauptregulators der Cellulasebildung - XYR1 - untersuchen, und versuchen die spezifisch beteiligten Komponenten zu identifizieren. Wir planen ferne Untersuchungen die uns zeigen werden, ob - und wenn ja welche - dieser Komponenten einen geschwindigkeitsbestimmenden Schritt bei der Cellulasexpression darstellen.

Trichoderma reesei ist ein Fadenpilz, der in der Industrie zur Herstellung von Cellulasen und Hemicellulasen verwendet wird, welche wiederum in der Papier-, Lebensmittel- und Textilindustrie benötigt werden, aber auch für die Umwandlung pflanzlicher Biomasse in Biotreibstoffe und Bioraffinerie unerläßlich sind. Die Produktion dieser Enzyme erfolgt nur unter spezifischen Bedingungen, für welche der Transkriptionsfaktor XYR1 essentiell ist. Um seine Funktion zu erfüllen, muss dieser in den Zellkern dem Ort der RNA Herstellung aus DNA transportiert werden. Da der Zellkern von einer doppelten Membran umgeben ist, welche nur sehr kleine Protein durchläßt, benötigt XYR1 dafür einen Carrier. In unserem Projekt haben wir zum ersten Mal diesen Carrier identifiziert, und gezeigt daß er absolut unerläßlich für XYR1 Transport in den Kern und Cellulasebildung ist. Die Daten stellen nicht nur einen wichtigen Meilenstein in der Erforschung der Cellulaseherstellung dar, sondern können auch in der Industrie für die weitere Verbesserung der Produzentenstämme von T. reesei genützt werden.