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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2019-01-02 - 2022-01-01

Glykosylierung zählt zu den häufigsten Formen der Proteinmodifizierung in allen Eukaryonten. Die proteingebundenen Zuckerketten beeinflussen zahlreiche biologische Prozesse und sind damit essenziell für die Entwicklung von Organismen und deren Anpassung an veränderte Umweltbedingungen. Die Übertragung eines speziellen Oligosaccharides erfolgt während der Proteinbiosynthese in einem bestimmten Bereich der Zelle, dem sogenannten endoplasmatischen Retikulum (ER). Im ER spielt das übertragene Oligosaccharid eine kritische Rolle bei der Faltung und Qualitätskontrolle von Proteinen. Für den Transfer des Oligosaccharides auf die wachsende Polypeptidkette ist die Oligosaccharyltransferase (OST), ein aus mehreren Untereinheiten bestehender Membranproteinkomplex, verantwortlich. Im Gegensatz zu anderen Organismen ist dieser OST-Komplex in Pflanzen kaum untersucht. In Vorarbeiten wurden Hinweise gefunden, die auf eine unterschiedliche Zusammensetzung und Funktion des OST-Komplexes in Pflanzen schließen lassen. Ziel dieses Projektes ist es, den OST-Komplex der Modellpflanze Arabidopsis thaliana und den zugrundeliegenden Mechanismus für diese spezifische Proteinglykosylierung zu erforschen. Um den Prozess zu verstehen, ist es nun notwendig, die einzelnen Untereinheiten des OST-Komplexes mittels molekularbiologischer und biochemischer Methoden zu erkunden. Die Ergebnisse aus dem Projekt werden das Verständnis dieses essenziellen, zellulären Prozesses wesentlich verbessern und können zu neuen Strategien führen, um Pflanzen für biotechnologische Anwendungen besser nutzbar zu machen.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2019-01-01 - 2022-12-31

Pilze der Gattung Fusarium gehören zu den am weitesten verbreiteten Pflanzenpathogenen und führen durch den Befall vieler industrieller Nutzpflanzen zu enormen Ernteverlusten. Darüber hinaus produzieren Fusarien ein breites Spektrum an Sekundärmetaboliten, u.a. Mykotoxine, welche die betroffenen Nutzpflanzen kontaminieren und so ein Gesundheitsrisiko für Mensch und Tier darstellen. Ein entscheidender Schritt für die Entwicklung effizienter und dauerhafter Strategien zur Vorbeugung von Mykotoxinbelastungen in Lebens- und Futtermitteln ist das Verständnis ihrer Regulation. Genexpression in Eukaryoten funktioniert im Kontext von Chromatin. Besonderes viel Aufmerksamkeit haben in den letzten Jahren Histonmodifikationen bekommen, welche sich mehr und mehr als Schlüsselfaktoren in der Regulation von Virulenz und Sekundärmetabolismus herausgestellt haben. Je nach Art der Modifikation (z.B. Acetylierung oder Methylierung) werden die darunterliegenden Gene an- oder ausgeschaltet. Die Arbeitshypothese basiert daher auf der Annahme, dass die Chromatinstruktur – bedingt durch sich ändernde Histonmodifikationen – flexibel ist und es dem Pilz so ermöglicht schnell auf sich verändernde Umweltbedingungen zu reagieren. Obwohl H2A.Z in Zusammenhang mit aktiven Genen gebracht wird, wurde der Rolle der Histonvariante H2A.Z bisher nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Ihre genaue Funktion in Pilzen ist daher bis dato noch weitgehend ungeklärt. Die Rolle von H2A.Z sowie ihr Zusammenspiel mit bekannten Histonmodifikationen in den zwei Pflanzenpathogenen Fusarium fujikuroi und Fusarium graminearum – gefürchtete Pathogene von Reis bzw. Weizen – steht daher im Fokus von HISTOVAR. HISTOVAR ist ein Gemeinschaftsprojekt einer österreichischen und einer französischen Forschungsgruppe, die beide das Ziel verfolgen, die "Achillesferse" von Fusarium zu finden. Durch eine Kombination von reverser Genetik (Deletion bzw. Überexpression von H2A.Z) und genom-weiten Analysen (Analyse des Transkriptoms, Metaboloms und Epigenoms) wird HISTOVAR dazu beitragen, die Rolle von H2A.Z in Bezug auf die Entwicklung, die Virulenz und den Sekundärmetabolismus besser zu verstehen. Wir sind davon überzeugt, dass dieses Wissen dazu beitragen wird, neue effiziente, dauerhafte und umweltfreundliche Strategien gegen Pilzinfektionen und Mykotoxinbelastungen zu finden.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2018-10-01 - 2019-10-31

Multiresistente Keime und Tumor-Arten stellen die moderne Medizin konstant vor neue Herausforderungen. Die Erforschung neuer wirksamer Stoffe für die Arzneimittelanwendung ist deshalb ein notwendiger Prozess, der immer wieder neue Denkansätze erfordert. Viele Wirkstoffe kommen aus dem Reich der Pilze. Die Möglichkeiten sind jedoch längst nicht ausgeschöpft. Wie bioinformatische Analysen mehrerer Forschungsgruppen belegen haben Pilze ein großes, bisher unentdecktes Arsenal an neuen Wirkstoffen. Mittels einer Kombination aus viralen bzw. menschlichen Transaktivierungsdomänen und der zielgerichteten Methode CRISPR/Cas sollen in diesem Projekt “stillgelegte ” Gen-Regionen, welche mit hoher Wahrscheinlichkeit unbekannte Metaboliten und damit mögliche neue Arzneimittel und Wirkstoffe produzieren können, künstlich aktiviert und zur Produktion ebendieser angeregt werden. Das System wurde bereits in anderen Organismen erfolgreich eingesetzt und stellt deshalb eine erfolgsversprechende Herangehensweise dar, welche unseres Wissens nach noch nicht in filamentösen Pilzen zur Aktivierung von Sekundär-Metabolit-Clustern verwendet wurde. Sollte das Projekt erfolgreich sein, wäre dies eine vollständig neue Möglichkeit in der Arzneimittelforschung, mit manigfaltiger Anwendungsmöglichkeit. Zudem würde es die BOKU zu einem attraktiven Partner für etwaige Firmenprojekten machen, bei dem es um die Neuentdeckung und Produktion von Stoffen für die Pharmaindustrie geht.

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