Marine Pilze gelten als mögliche Quelle für neue medizinische Wirkstoffe – und viele von ihnen sind noch unerforscht. Wissenschaftler haben sich nun zwei Arten dieser Lebewesen genauer angesehen: Sie analysierten das Genom zweier Pilze aus der Nordsee und entdeckten dabei eine Reihe von Erbgutsequenzen, die für bisher unbekannte Stoffwechselprodukte kodieren. Möglicherweise befinden sich darunter medizinisch wirksame Substanzen.
Die Weltmeere sind eine wahre Schatzgrube für Forscher und Unternehmer: Hier lassen sich nicht nur wertvolle mineralische Rohstoffe wie Gold, Kupfer und seltene Erden finden – sondern auch vielversprechende medizinische Wirkstoffe. Neben Algen gelten in diesem Zusammenhang vor allem marine Pilze als besondere Kostbarkeit. Schon heute werden aus diesen Meereslebewesen Arzneimittel wie das Antibiotikum Penicillin oder das Immunsuppressivum Cyclosporin gewonnen. Doch ihr Potenzial ist noch längst nicht ausgeschöpft. Wissenschaftler glauben, dass insgesamt mehrere Millionen Pilzarten in den Ozeanen leben: viele davon noch unerforscht. Sie fahnden daher zunehmend intensiv nach diesen Organismen – immer in der Hoffnung, neue Substanzen zu entdecken.
Pilzen ins Genom geblickt
Auch ein Forscherteam um Abhishek Kumar von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel beteiligt sich an der Wirkstoff-Suche im Meer – und hat sich nun zwei Pilzarten aus der Nordsee gewidmet. Calcarisporium sp. und Pestalotiopsis sp. kommen im Wattenmeer vor und wachsen nur unter sehr spezifischen Umweltbedingungen, etwa bei einem Salzgehalt von 30 Gramm pro Liter. Könnten diese Spezies den Schlüssel für neue Substanzen in sich tragen? Um das herauszufinden, analysierten die Wissenschaftler das Genom der Pilze und wurden tatsächlich fündig. Sie identifizierten eine Vielzahl neuartiger Gengruppen, die offenbar für sogenannte Sekundärmetabolite kodieren – Stoffwechselprodukte, die für das Wachstum oder Überleben der Organismen nicht unbedingt notwendig sind.
“Pilze besitzen einige tausende Gene und damit auch Gengruppen, die nicht lebensnotwendig für den Pilz selbst sind”, erklärt Mitautor Frank Kempken. Diese genetischen Informationen können zum Beispiel für die Interaktion mit anderen Lebewesen eine Rolle spielen und sie stellen möglicherweise die Basis für neue medizinische Wirkstoffe dar. “Beide untersuchten Pilzarten enthalten eine erstaunlich hohe Anzahl an neuen Sekundärmetabolit-Genen und sind damit in der Lage Substanzen zu bilden, die für die marine Biotechnologie interessant sind. Die meisten dieser Gene wurden bisher noch nie in einem Pilzgenom nachgewiesen”, berichtet Kempken.
Medizinisch wirksam?
Bisher können die Wissenschaftler nur spekulieren, was diese Erbgutsequenzen beim Pilz bewirken – eine Vermutung ist, dass sie zum Abbau von pflanzlichem Material beitragen. Ebenso unklar ist bislang das medizinische Potenzial der nun entschlüsselten Gene. Das Problem: Bis auf wenige Ausnahmen sind die Gen-Cluster unter Laborbedingungen gar nicht aktiv. Die Pilze scheinen sie nur unter ganz bestimmten Bedingungen zu aktivieren. Um eine systematische Erforschung überhaupt möglich zu machen, gilt es nun zunächst einen Weg zu finden, die Gengruppen auch im Labor zu beleben. Erst dann können die bisher unbekannten Sekundärmetabolite im Hinblick auf medizinisch wirksame Substanzen untersucht werden, aus denen eines Tages vielleicht neue Arzneien hervorgehen.
Quelle: Abhishek Kumar (Christian-Albrechts-Universität, Kiel), Scientific Reports, doi: 10.1038/s41598-018-28473-z
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