Untersuchung der Fruchtkörperentwicklung bei dem Hyphenpilz Sordaria macrospora

Abstract

Die funktionelle Analyse von Proteinen der Striatin-Familie aus Säugern gewinnt immer mehr an Bedeutung, da diese vermutlich eine zentrale Rolle in Calcium-abhängigen Signaltransduktionsprozessen einnehmen, welche vielfältige zelluläre Differenzierungsprozesse regulieren. Striatin-Proteine dienen dabei wahrscheinlich als Gerüstproteine der Bildung großer Proteinkomplexe, an denen unter anderem Kinasen und Phosphatasen beteiligt sind. Ein Interaktionspartner des Säuger-Striatins ist das Protein Phocein/Mob3, welches in vesikuläre Transportprozesse involviert zu sein scheint. In der vorliegenden Arbeit werden die Ergebnisse der funktionellen Charakterisierung der pilzlichen Striatin- und Phocein/Mob3-Homologe PRO11 und SmMOB3 aus dem filamentösen Ascomyceten Sordaria macrospora präsentiert. In einer Yeast Two-Hybrid -Studie wurde gezeigt, dass die Proteine PRO11 und SmMOB3 aus S. macrospora miteinander interagieren. Das Expressionsmuster der korrespondierenden G! ene pro11 und Smmob3 wurde mittels quantitativer Real-Time PCR untersucht. Es wurde festgestellt, dass beide Transkripte während aller Stadien, insbesondere aber in der späten Phase, der sexuellen Entwicklung von S. macrospora hochreguliert sind. Darüber hinaus wurde durch Deletionsstudien gezeigt, dass die beiden Gene pro11 und Smmob3 essentiell für die Fruchtkörperentwicklung sind. In einer Komplementationsstudie wurde für SmMOB3 die hochkonservierte ca. 200 Aminosäuren umfassende Mob-Domäne als funktionell wichtige Proteinstruktur detektiert. Für PRO11 zeigte sich, dass verschiedene Domänen des Proteins für unterschiedliche Fruchtkörper-Entwicklungsstadien notwendig sind. Es konnte weiterhin gezeigt werden, dass der PRO11/SmMOB3-Proteinkomplex die Hyphenfusion reguliert, da eine Komplementation der Entwicklungsdefekte durch eine Kreuzung der beiden Deletionsstämme Δpro11 und ΔSmmob3 nicht möglich war. Im Rahmen eines artübergreifenden Yeast Two-! Hybrid-Screens mit einer Neurospora crassa cDNA-Bank wurde ! als weit erer Interaktionspartner von PRO11 und SmMOB3 das Protein NCU09375 identifiziert. Das homologe Gen Sm9375 wurde aus S. macrospora isoliert und funktionell charakterisiert. Sm9375 ist ein putatives GPI-geankertes Protein, da es die hierfür in silico vorhergesagten, charakteristischen Strukturmerkmale, nämlich eine N-terminale Signalsequenz und eine C-terminale ω- site , enthält. Sm9375 ist im Gegensatz zu PRO11 und SmMOB3 für die Fruchtkörperbildung nicht essentiell, jedoch daran beteiligt, da die Deletion des entsprechenden Gens zu einer Verringerung der Perithezienanzahl führt. Darüber hinaus wurde eine genetische Interaktion der beiden Gene Sm9375 und Smmob3 nachgewiesen, da die zusätzliche Deletion von Sm9375 in ΔSmmob3 dessen Entwicklungsdefekt partiell komplementierte.