Mykotoxinabbau Mechanismen in Mehlwürmern (Tenebrionidae)

Eine Hauptaufgabe ist die Schaffung definierter Bedingungen für die Kultivierung mehrerer Arten von Mehlwürmern (Larven von Schwarzkäfern, Tenebrionidae), die die Untersuchung der Mechanismen des Mykotoxinstoffwechsels ermöglichen. Das Ziel von WP 1 (an der BOKU-DAGZ) ist es, axenische Mehlwürmer zu produzieren, um festzustellen, ob das Mikrobiom einen wesentlichen Beitrag zur Entgiftung von Mykotoxinen leistet. In WP 2 werden Versuche mit den 13C-markierten Toxinen Desoxynivalenol, Zearalenon und Aflatoxin B1 durchgeführt. Vor dem Aufbringen der teuren markierten Toxine ist es wichtig, Bedingungen zu finden, unter denen die Mykotoxine reproduzierbar von den Mehlwürmern aufgenommen werden. Bei unzureichender Futteraufnahme werden Toxine direkt in den Abdominaltrakt des Insekts injiziert und anschließend mit LC-HRMS (/ MS) und MetExtract analysiert. Im Zentrum für Analytische Chemie am IFA-Tulln wird auch ermittelt, inwieweit sich die Aufnahme durch bekannte Metaboliten erklären lässt. Erste Pilotversuche und Literaturberichte zeigen, dass etwa 90% des Desoxynivalenols nicht erfasst werden. Mit Hilfe des isotopenunterstützten LC-HRMS (/ MS) -Workflows und der MetExtract-Datenverarbeitung sollte es möglich sein, neue Derivate zu finden und den nachgewiesenen Derivaten der Elterntoxine Summenformeln und vorläufige Strukturen zuzuweisen. Dies sollte es ermöglichen, biochemische Reaktionen und entsprechende Enzyme zu postulieren, die die Bildung von Mykotoxinmetaboliten katalysieren. Unter Verwendung des vollständig sequenzierten Genoms von Tribolium castaneum (Reismehlkäfer) sollten Kandidatengene identifiziert werden können, die in der verbleibenden Projektzeit durch heterologe Expression getestet werden. Es gibt vorläufige Beweise dafür, dass eine Entgiftung bei Mehlwürmern induzierbar sein kann. Daher besteht die Hauptaufgabe des WP 3 an der FH Tulln darin, mit Hilfe von Proteomics-Methoden nach Unterschieden im Proteom von Mehlwürmern zu suchen, die im Vergleich zu künstlich kontaminiertem Futter toxinfrei sind, und durch Peptidsequenzierung zu bestimmen, welche Gene für die Infektion verantwortlich sein könnten differentiell gebildete Proteine.