Das Projekt "Photorezeption und Signaltransduktion bei Pilzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut für Pflanzenbiochemie durchgeführt. Die Rezeption von Lichtsignalen und deren Umsetzung in veraenderte Genexpression und den daraus folgenden Entwicklungsvorgaengen wird an Pilzen untersucht. Als Modellsysteme dienen die blaulichtbefoerderte Konidienbildung des Hyphenpilzes Neurospora crassa und die durch Blaulicht regulierte Bildung kleiner und grosser Sporentraeger des Jochpilzes Phycomyces blakesleeanus. An der Rezeption und Weiterleitung der Lichtsignale sind Pterine beteiligt. Die tetrahydrobiopterin-abhaengige NO-Synthase ist ein Element dieser Signalkette. NO aus chemischen NO-Donatoren wirken bei Phycomyces wie Licht, bei Neurospora wie Dunkelheit. Inhibitoren der NO-Synthase zeigen die entgegengesetzte Wirkung. Die NO-Synthase soll gereinigt und das entsprechende Gen identifiziert werden.
Das Projekt "Al-Toxität und Siderophorenproduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Innsbruck, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. Al und Fe sind die dritt- bzw. viert-häufigsten Elemente in der Erdkruste. Unter Standardbedingungen (physiologischer pH-Bereich) ist deren Verfügbarkeit jedoch extrem niedrig, was angesichts der toxischen Eigenschaften des Al-Ions ein Glück, angesichts der Essenziellität von Fe für praktisch alle Lebewesen ein großes Handikap darstellt. Obwohl verschiedene Studien eindeutig Zusammenhänge zwischen den Al- und Fe-Metabolismen nachweisen konnten, haben nur sehr wenige Untersuchungen (die ausnahmslos an Bakterien durchgeführt wurden) diese Hinweise aufgegriffen und auch Siderophore in die Arbeiten mit einbezogen. Das ist umso erstaunlicher als andere Studien - die sich mit strukturellen Aspekten von Siderophoren beschäftigten - häufig stabile Komplexe zwischen Siderophoren einerseits und Al (aber auch Ga, Cu und Mo) andererseits aufzeigen konnten. Obwohl eindeutige Hinweise auf die Zusammenhänge zwischen Al-Toxizität und Siderophorenproduktion existieren, liegt keine einzige Studie vor, die systematisch verschiedene Siderophorentypen untersuchte. Sowohl freilebende als auch in der Symbiose Mykorrhiza vergesellschaftete Pilze spielen eine zentrale Rolle in jedem Boden und sind häufig auch als potente Siderophorenproduzenten bekannt. Trotzdem fanden Pilze in den ohnehin wenigen Studien, die sich mit Siderophoren und nicht-Fe-Metallen beschäftigten, keine Beachtung. Dies wirft einige Frage auf: 1. Wird die Qualität und/oder Quantität von pilzlichen Siderophoren durch die Al-Verfügbarkeit beeinflusst? 2. Sind die für Pilze toxischen Effekte von Al durch die Verfügbarkeit und Produktion von Siderophoren beeinflussbar? 3. Wird Al über die für Ferri-Siderophore vorgesehenen Aufnahmewege in die mikrobielle Zelle aufgenommen? Zur Untersuchung der erwähnten Fragestellungen werden die Pilze Penicillium sp. (für die Produktion von Ferrichrome), Neurospora crassa (für Coprogene), Aspergillus nidulans. (Fusarine) und Rhizopus microsporus (Rhizoferrine) verwendet werden, womit gleichzeitig gewährleistet ist, dass alle wichtigen Siderophore-Typen in der Untersuchung behandelt werden. An unserem Institut konnte in den letzten Jahrzehnten eine Vielzahl von Methoden zur Untersuchung des pilzlichen Wachstums, der pilzlichen Physiologie, der Siderophorenproduktion und von bio-metallurischen Fragestellungen etabliert werden. Diese Methoden werden zur Klärung der oben angesprochenen Fragen zur Anwendung kommen.