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Rekonstruktion des Crabtree Phänotyps in Hefe

Projektleitung
Mattanovich Diethard, Projektleiter/in
Laufzeit:
01.10.2020-30.09.2022
Programm:
Lise-Meitner Stipendium
Art der Forschung
Grundlagenforschung
Mitarbeiter/innen
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Institut für Mikrobiologie und Mikrobielle Biotechnologie
Gefördert durch
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) , Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Als grundlegendes Merkmal des Hefestoffwechsels beschreibt der Crabtree-Phänotyp, ob eine Hefe aerobe Fermentation bei einem höheren glykolytischen Fluss durchführen kann. Er bietet Crabtree-positiven Hefen evolutionäre Vorteile, um andere Mikroorganismen zu übertreffen, da diese Hefen in der Lage sind, Glukose schneller zu verbrauchen und in zuckerreichen Umgebungen Ethanol zu produzieren. Der Crabtree Phänotyp erfordert eine komplexe Deregulierung der Glykolyse- und Fermentationswege sowie des Zitrat-Zyklus. Es wurde beschrieben dass eine Reihe von evolutionären Ereignissen zur Entstehung des Crabtree-Phänotyps beiträgt: Duplikation des gesamten Genoms (WGD), Neuvernetzung des Transkriptionsnetzwerks, horizontale Übertragung des URA1-Gens, Verlust des Atmungsketten-Komplexes I (CI) und Duplikation von Hexose Transportergenen. Die anfänglichen molekularen Mechanismen, die seine Entwicklung förderten, bleiben jedoch ungelöst.
Hypothese: Eine einzelne Mutation von CRA1 von K. phaffii war der erste Schritt zur evolutionären Entwicklung eines starken Crabtree-positiven Phänotyps, indem evolutionäre Vorteile in mikrobiellen Populationen erzielt wurden, ohne dass eine komplexere Neuvernetzung des Kohlenstoffmetabolismus erforderlich war.
Schlagworte
Analytische Chemie; Biochemie; Evolutionsforschung; Mikrobiologie; Fermentation (404004);
aerobe Gärung; Evolution; Hefe; Komagataella phaffii;
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