Im Rahmen dieses Projekts untersuchen wir das biosynthetische Potential und die sekretierten Biomoleküle von Termitomyces, dem Futterpilz der Pilz-züchtenden Termite Macrotermes natalensis, um (a) wichtige chemischen Mediatoren (z. B. Terpene) der symbiotischen Beziehung sowie deren biosynthetische Grundlagen zu identifizieren, und (b) die oxidativen Abbaumechanismen aufzuklären, welche Frassfeinde abwehren und Pflanzenmetaboliten detoxifizieren können. Dieses CRC-Projekt wird grundlegende molekulare Einblicke in den bemerkenswerten Erfolg von komplexen Symbiosen liefern und einzigartige Einblicke in die Stabilität von Monokulturen liefern.
Mikrobengemeinschaften werden durch Antibiotika wie Thiopeptide (TP) und Umweltfaktoren wie Schwermetalle (SM) strukturiert. In diesem Projekt wird die Signalwirkung sublethaler TP-Dosen über den TP-aktivierten TipA-Rezeptor und seine Verschränkung mit SM-Stress und -Resistenzmechanismen auf molekularer, genomischer und zwischenartlicher Ebene erforscht. Ligandfunktion, Zielgene und SM-Abhängigkeit werden dazu in Modelorganismen und Mikrokosmen mit gezielten Mutanten, Werkzeugverbindungen, und SM-kontaminierter Bodenmedien geklärt
Dieses Projekt wird neue Metallophore mittels LC/MS-Methoden identifizieren und ihre vielfältigen Funktionen insbesondere in stickstofffixierenden Lebensgemeinschaften und mikrobiellen Redox-systemen untersuchen. Um natürliche Quellen von Molybdän, einem essentiellen Cofaktor für Nitrogenasen, auch in aquatischen Kulturen nachzuahmen, werden Bibliotheken synthetischer Chelatoren entwickelt. Deren Komplexe dienen als - Mo-Puffer - in Nährmedien indem sie die Verfügbarkeit von Molybdänspezies kontrollieren. Zur Modellierung des Redoxsystems mikrobieller Fe(II)-Oxidierer und Fe(III)-Reduzierer werden spezielle Liganden bzw. Metallkomplexe entwickelt.
In herkömmlichen Bioassays werden chemische Signalstoffe in Lösung zugesetzt. Dies entspricht aber keineswegs der natürlichen Situation, wo Metaboliten in unmittelbarer Umgebung der produzierenden Organismen in hohen lokalen Konzentrationen auftreten. Das Projekt zielt darauf ab, Signalstoff-beladene polymere Mikrokapseln herzustellen und in Kollaboration mit Partnern im SFB anzuwenden. Die Kapseln sollen mittels Änderung des pH-Wertes oder durch Bestrahlung gezielt so beeinflusst werden können, dass sie die gesteuerte Freisetzung der Signalstoffe-analog zu chemisch aktiven Mikroben-erlauben.