In diesem Projekt werden die Wechselwirkungen zwischen Bakterien und Pilzen mit dem Ziel erforscht, Faktoren zu ermitteln, die Infektionsprozesse entweder fördern oder abschwächen. Wir untersuchen die Rolle von Pilz-"Helferbakterien" und Schutzsymbionten nützlicher Bodenpilze, die Virulenzfaktoren inaktivieren bzw. den Wirt vor Fressfeinden schützen. Unsere Ergebnisse geben nicht nur Aufschluss über ökologisch relevante Interaktionen zwischen mehreren Partnern, sondern sind auch für Anwendungen in Landwirtschaft und Medizin von Bedeutung.
Viele komplexe mikrobielle Merkmale entstehen erst durch multispezies Interaktionen. Wir konnten zeigen, dass Paenibacillus- und Pseudomonas-Stämme gegen amöbielle Fressfinde kooperieren. Diese Strategie beruht darauf, dass der Pseudomonas-Stamm ein für den Räuber ungefährliches Lipopeptid sezerniert. Dieses wird durch den Paenibacillus-Stamm peptidolytisch modifiziert, wodurch ein stark amöbizides Lipopeptid entsteht. Wir werden die strukturellen Grundlagen der Lipopeptid-Prozessierung und den Einfluss des Lipopeptids auf Membranen untersuchen. Dies ermöglich die Identifizierung neuer bioaktiver Verbindungen und liefert Werkzeuge für die Strukturaufklärung komplexer nichtribosomaler Peptide.
Nicht-ribosomale Peptide sind wichtige chemische Mediatoren, und ihre hydrolytische Degradierung hat Einfluss auf mikrobielle Gemeinschaften. In diesem Projekt werden wir chemoproteomische Methoden entwickeln und diese anwenden, um die Verbreitung, Aktivität und funktionale Rolle von Lipopeptid-modifizierenden Enzymen aufzuklären. Dies wird es uns ermöglichen, ein umfassendes Verständnis für bakterielle hydrolytische Transformationen zu erlangen, neue bioaktive Verbindungen zu identifizieren und die molekularen Mechanismen mikrobieller Interaktionen aufzudecken.
Fakultativ symbiotische Cyanobakterien der Gattung Nostoc sind Produzenten einer Vielzahl bioaktiver Verbindungen und zeigen vielseitige chemische Interaktionen mit Pflanzenwirten und anderen Mikroorganismen. Ziel dieses Projekts ist es, die Rolle spezialisierter Metaboliten für die Spezifität der Interaktionen von Nostoc mit wachstumsfördernden heterotrophen Bakterien zu verstehen. Die Ergebnisse sollen dazu dienen, Cyanobakterien als Produktionssysteme für spezialisierte Verbindungen weiterzuentwickeln und die Robustheit und Produktivität bei Anwendungen der synthetischen Biologie zu erhöhen.