Regine Kahmann

Kontakt

Forschungsgebiet

Die Arbeitsgruppe Kahmann beschäftigt sich mit der genomischen Anpassung von Pilzen an pflanzliche Wirte. Als Modell hierfür dienen Brandpilze, die auf einer Vielzahl verschiedener Getreidepflanzen und Gräser parasitieren. Besonders relevant für ihre Arbeiten ist der Brandpilz Ustilago maydis, der Maispflanzen befällt und dort an allen oberirdischen Pflanzenteilen große Tumore induziert (Abb. 1) in denen etwa zwei Wochen noch Infektion die Bildung großer Mengen an Brandsporen abgeschlossen ist. Ustilago maydis eignet sich hervorragend für genetische, revers-genetische und zellbiologische Forschungsansätze.

Seit 2006 ist die Gesamtgenomsequenz verfügbar. Diese hat die Entdeckung von Genclustern erlaubt, die für weitgehend unbekannte sekretierte Proteine , so genannte Effektoren, codieren, deren Expression gekoppelt ist an die pilzliche Entwicklung in der Pflanze. Ein signifikanter Prozentsatz dieser sekretierten Effektoren ist wichtig für die Virulenz von U. maydis. Diese Effektoren sind in nahe verwandten Pilzarten größtenteils konserviert, unterliegen jedoch einer starken Selektion. Sekretierte Effektoren pflanzenpathogener Mikroorganismen werden in zwei Klassen unterteilt, so genannte apoplastische Effektoren, die nach Sekretion im Bereich der Pilz-Pflanze Interaktionszone wirken und cytoplasmatische Effektoren, die nach Sekretion von der Pflanzenzelle aufgenommen werden und Funktionen innerhalb der Wirtszelle beeinflussen (Abb. 2).

Ziel ist es, mit Hilfe bioinformatischer und experimenteller Methoden (Etablierung eines einfachen Testsystems für Effektortranslokation) Motive in Effektoren zu identifizieren, die für die Aufnahme von Effektoren durch die Wirtszelle verantwortlich sind (Abb. 3). Nachfolgend sollen diese Motive eingegrenzt und mit den Motiven interagierende Proteine identifiziert werden, um Anhaltspunkte für den Aufnahmemechanismus zu erhalten. Für ausgewählte Kandidaten sollen Funktionsanalysen durchgeführt werden sowie durch vergleichende Genomik Aussagen zur Evolution und Anpassung an verschiedene Wirte gemacht werden.