Zellbiologie der Hefe – AG Christian Koch

Wir studieren Regulatoren der Zellteilung in der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae und untersuchen die Interaktion phytopathogener Pilze mit ihrem Wirt. In der Hefe werden genetische und biochemische Methoden eingesetzt, um Transkriptionsfaktoren zu analysieren, die an der Zellzykluskontrolle beteiligt sind. Zusammen den Arbeitsgruppen von U. Sonnewald werden Modelle kompatibler Pilz- Pflanzen Interaktion charakterisiert. Diese Studien konzentrieren sich auf die Identifizierung pilzlicher Virulenzfaktoren und Effektoren.

Zellbiologie der Hefe

Regulierte Genexpression ist nicht nur eine der entscheidenden Determinanten der Differenzierung und Entwicklung, sondern auch wichtig für die Koordination bzw. korrekte Abfolge von Ereignissen des Zellzyklus. Insbesondere wird die Entscheidung ob Zellen am „restriction point“ in der späten G1-Phase einen neuen Zellzyklus starten über die regulierte Transkription von S-Phase- und Cyclingenen getroffen. Um zu verstehen wie die Expression dieser Gene reguliert wird, studieren wir die Struktur, Funktion und Regulation der Transkriptionsfaktoren Swi4, Mbp1 und Swi6. Das Timing ihrer Aktivierung in der späten G1-Phase ist vor allem für die Kontrolle der Zellgröße von entscheidender Bedeutung. Um neue Regulatoren der Größenkontrolle zu identifizieren, werden zudem Mutanten mit veränderter Zellgröße untersucht. So konnten wir zeigen, dass der Histondeacetylasekomplex Rpd3/Sin3 wichtig ist, um in Tochterzellen einen vorzeitigen Eintritt in die S-Phase zu verhindern. Es ist inzwischen recht gut etabliert, dass viele Schritte der Polymerase II – abhängigen Genexpression über die regulierte Assoziation verschiedener Multiproteinkomplexe mit der Polymerase selbst koordiniert werden. Einer der Pol II asssoziierten Komplexe ist der Paf1-Ctr9 Komplex, dessen Komponenten wir studieren. Paf1 wechselwirkt mit der elongierenden Polymerase und hilft verschiedene Prozesse des Transkriptionszyklus wie Histonmethylierung zu koordinieren.

Phytopathogene Pilze

Wir erforschen die Interaktion der Modellpflanze Arabidopsis thaliana mit dem pathogenen Ascomyceten Colletotrichum higginsianum. Da sowohl das Pathogen als auch der Wirt molekulargenetisch manipulierbar sind, ist dieses Pathosystem sehr gut geeignet, die molekularen Mechanismen der Pathogenität zu untersuchen. C. higginsianum gehört zu der Gruppe der hemibiotrophen Pilzen, zu der einige der landwirtschaftlich bedeutsamen Pathogenen wie z.B. das Reispathogen Magnaporthe grisea gehören. Derzeit konzentrieren sich unsere Forschungsarbeiten auf die genetische Identifizierung pilzlicher Pathogenitätsgene durch Insertionsmutagenese. Kollektionen von Insertionsmutanten werden über Agrobacterium vermittelte Transformation des Pilzes (ATMT) erzeugt. Dabei sind wir besonders an der frühen, biotrophen Phase der Pathogenität und an der Identifizierung pilzlicher Effektoren interessiert. In einem weiteren Projekt verwenden wir fluoreszierende Proteinfusionen, um den Infektionsprozess auf zellulärer Ebene zu analysieren.

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