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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2019-11-01 - 2023-10-31

Pilze sind für das Funktionieren des natürlichen Nährstoffkreislaufes auf der Erde essentiell und sie spielen daher in der Bodenbiologie und im Abbau von Pflanzenbiomasse eine wesentliche Rolle. Es ist wichtig zu erwähnen, dass der allergrößte Anteil von Pflanzenkrankheiten durch Pilze verursacht wird, was diese Organismengruppe auch zu ökonomisch wichtigen Mikroorganismen macht. In all ihren Habitaten müssen Pilze mit anderen Mikroben um Nährstoffe, Wasser und Platz konkurrieren und eine Möglichkeit dies zu tun besteht darin, seine eigenen Ressourcen durch die Abgabe von bioaktiven Stoffen wie Antibiotika oder Mycotoxine zu schützen. Vor einigen Jahren haben entdeckt, dass die Produktion dieser Metaboliten in Pilzen unter epigenetischer Kontrolle steht und gemeinsam mit unseren Forschungspartnern haben wir zeigen können, dass die Interaktion zwischen Bakterien und Pilzen auf dieser Ebene funktioniert. Die Bakterien sind sozusagen in der Lage, die epigenetische Sprache der Pilze so zu verändern, dass diese ihre bioaktiven Stoffe erst in der Lage sind zu bilden. In dem vorliegenden Forschungsprojekt wollen wir nun diesen Mechanismus besser verstehen und werden einen der wesentlichen Regulatoren genau untersuchen. Das Protein gehört zur Familie der Histon-Demethylasen und wir werden genetische, genomische und biochemische Methoden einsetzen um seine Funktion im Zusammenhang mit der Antibiotika- und Toxinproduktion besser zu verstehen. Das Ergebnis dieses Projektes wird nicht nur ein genaueres Bild von der Funktion des epigenetischen Regulators während des Pilzwachstums zeichnen sondern auch die Funktionsweise der einzelnen Domänen dieses Regulators besser verständlich machen. Da ähnliche Proteine im Menschen bei unterschiedlichen Tumoren in höherer Konzentration vorliegen ist eine Beteiligung bei der Tumorentstehung sehr wahrscheinlich.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2019-05-01 - 2020-10-31

Ziele des Projektes In Phase I des Projekts soll ein Biosensor für Androgene auf Basis des Aspergillus nidulans – Systems etabliert und validiert werden. Die Verwendung dieses Pilzes hat sich schon für den Nachweis von östrogenaktiven Verbindungen in Ausscheidungen von Rindern und Pferden bewährt. Als Validierung des Testsystems wird zuerst eine Standardkurve etabliert und dann die Reaktion des Testsystems mit verschiedenen bekannten Androgenen untersucht. In weiterer Folge wird getestet, ob das Testsystem mit anderen Steroiden (Gestagenen, Glukokortikoiden oder Östrogenen) reagiert. In Phase II sollen dann Kotproben von Rindern, Schweinen und Pferden in verschiedenen Reproduktionsphasen auf den Androgengehalt im Kot untersucht werden und erhoben werden, in welchem Ausmaß das Mikrobiom des Darms Androgene bildet (Lagerungsversuche der Proben). Weiters soll festgestellt werden, ob Mikroorganismen auch bei der Lagerung von Kot, Harn oder Gülle androgenwirksame Verbindungen bilden oder ob es zum Abbau dieser Substanzen kommt. Die Proben werden ähnlich wie bei Horak und Möstl (2013) beschrieben zu Vergleichszwecken auch mit immunologischen Methoden (Enzymimmunoassays) untersucht.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2019-06-01 - 2023-05-31

The plant-specific family of arabinogalactan proteins (AGPs) is implicated with a multitude of biological functions and their O-glycan might be crucial for either ligand interactions or for crude biophysical or structural protein properties. In this research proposal, however, I propose a role of O-glycosylation of the AGP type for protein fate by introducing the concept of an O-glycosylation checkpoint. I discuss evidence for the importance of O-glycosylation for protein fate in all eukaryotes and specifically describe the case of the moderately O-glycosylated FASCICLIN-LIKE ARABINOGALACTAN PROTEIN 4 (FLA4) from Arabidopsis thaliana. FLA4 abundance and localization strongly depends on its O-glycosylation. With a set of hydroxyproline-specific galactosyl transferases FLA4 acts in a linear genetic pathway necessary for normal root growth, salt tolerance and seed coat structure. Using FLA4 as genetic paradigm for a functional O-glycoprotein, I suggest hypothetical models of where and how O-glycosylation might influence the fate of plant proteins. I propose experimental approaches to elucidate the genetic and molecular mechanisms that determine the fate of FLA4 in dependence of its O-glycosylation status. Precise definition of proline hydroxylation and -glycosylation as well as molecular identification of crucial modification sites on FLA4, the cell biological elucidation of the involved organelles and the investigation of the degradation mechanism will comprise the first example for an endogenous plant protein that is controlled by its O-glycosylation state. Forward genetic isolation and next generation sequencing-based identification of suppressors of O-glycan dependent control of FLA4 abundance will provide novel genetic components of this process. A remarkable set of signalling proteins that have not previously been considered to be O-glycosylated, potentially also contain this modification. Therefore, it is likely that the O-glycan checkpoint acts on various regulatory pathways. The outcomes of this project will provide an important contribution to our fundamental knowledge of protein glycosylation and proteostasis and might thus contribute to improved stress tolerance of crop plants and the use of plants as factories

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