Lichtblick für Pilze

News: Lichtblick für Pilze

Auch Brotschimmel hat eine innere Uhr, gesteuert durch Hell und Dunkel. Die Suche nach dem Lichtschalter war nun endlich erfolgreich.

Antje Findeklee

Zu den weit verbreiteten Ansässigen in genetischen Labors gehört auch ein roter Schimmelpilz, der normalerweise nicht richtig durchgebackenes Brot bezieht: Neurospora crassa. Zur Zeit arbeiten Wissenschaftler weltweit daran, das Genom des zur Gruppe der Schlauchpilze oder Ascomyceten zählenden Organismus zu sequenzieren.

Unter den etwa 13 000 Genen des Pilzes versteckt sich auch die Erbanlage frequent beziehungsweise frq, die Neurospora eine innere Uhr verleiht. Das Räderwerk reagiert auf Lichtreize, doch der verantwortliche lichtempfindliche Schalter lag noch im Dunkeln. Einzig bekannt war nur, dass die maximale Aktivität im Bereich von 465 Nanometern liegt und oberhalb von 520 Nanometern aufhört – die Organismen reagieren also auf blaues Licht.

Nun sind Wissenschaftler um Allan Froehlich von der Dartmouth Medical School und Yi Liu von der University of Texas endlich fündig geworden. Und dabei erwies sich der Blaulicht-Sensor sogar als alter Bekannter, dessen Rolle in der Steuerung des Gens frq bereits gut untersucht ist.

Es handelt sich um das Protein White Collar-1 (WC-1), das zusammen in einem Komplex mit White Collar-2 (WC-2) als Transkriptionsfaktor das Ablesen von frq regelt, indem es an dessen Promotor bindet – jener Region, die den Start für die Abschrift der DNA markiert. Als lichtempfindlichen Begleiter spürten die Forscher in vitro Flavin-Adenin-Dinucleotid (FAD) auf, das auch aus anderen Photorezeptoren bekannt ist [1].

Liu und seine Kollegen entwickelten darauf Neurospora crassa, denen WC-1 fehlte – und diese veränderten Organismen erwiesen sich tatsächlich als "lichtblind": Die innere Uhr wurde nicht mehr durch Licht synchronisiert und lichtregulierte Gene wurden nach Bestrahlung nicht aktiviert [2]. "Das beeinflusst viele physiologische Prozesse", erklärt Liu. Dazu gehören auch das Wachstum und die Sporenbildung der Pilze.

Vielleicht lässt sich das lichtempfindliche Proteinpaket im Kampf gegen schädliche Pilze ausnutzen, spekulieren die Forscher. "Bisher ist nahezu nichts darüber bekannt, wie pathogene Pilze auf Licht reagieren oder ob dies für nicht-invasive Therapien ausgenutzt werden könnte", erläutert Jay Dunlap aus der Arbeitsgruppe von Froehlich. Das mag zwar eine sehr weit vorausschauende Option sein, aber man sollte die Möglichkeit ihrer Ansicht nach trotzdem nicht aus den Augen verlieren.