Verbundprojekt: Isolierung neuer Antibiotika aus unbekannten Aktinomyceten - NAbaUnAK -; Teilvorhaben: Identifikation und Manipulation von Antibiotikasynthesegenclustern aus unbekannten Aktinomyceten

1. Vorhabenbeschreibung Streptomyceten, die zur heterogenen Actinomyceten-Gruppe gehören, sind die erfolgreichsten bekannten Antibiotika-Produzenten. Sie bilden zwei Drittel aller natürlichen Antibiotika, welche wiederum als Grundlage für die Entwicklung von semi-synthetischen Wirkstoffen dienen. Da Indonesien eines der artenreichsten Länder der Erde ist, ist zu erwarten, dass sich diese Biodiversität auch in der mikrobiellen Artenvielfalt wiederspiegelt und insbesondere indonesische Böden eine Quelle für unbekannte Aktinomycetenstämme sind, die potentiell neuartige antibiotisch wirksame Substanzen bilden. Ziel ist es, in Kooperation mit den indonesischen Partnern, neue antimikrobiell aktive Substanzen aus bisher unbekannten Aktinomyceten zu isolieren und in Hinblick auf deren medizinischen Nutzen zu untersuchen. In diesem Teilvorhaben sollen Standardarbeitsanweisungen entwickelt werden und das bioinformatische Screening erfolgen. 2. Arbeitsplan In den ersten Arbeitsmonaten werden auf der Basis indonesischer Actinomyceten-Stämmen aus der Tübinger Stammsammlung Protokolle entwickelt, die es ermöglichen, die unbekannten, aus Indonesien isolierten, Actinomyceten zu kultivieren und genetisch zu manipulieren. Mit Hilfe der Bioinformatik-Plattform AntiSmash werden die Genomsequenzen der isolierten indonesischen Antibiotikaproduzenten auf Struktur und Organisation der Antibiotika-Biosynthesegencluster analysiert. Über eine funktionelle Analyse von Regulatorgenen der Antibiotikabiosynthesegencluster, d.h. Überexpression bei Aktivatoren, Deletion/Mutation bei Repressoren, wird deren Einfluss auf die Antibiotika-Produktion untersucht und mit Hilfe dieser Techniken die Ausbeute maximiert. Die vielversprechendsten Biosynthesecluster sollen in geeigneten Wirtsstämmen heterolog exprimiert werden. Die Produktionsstämme werden anschließend für die Fermentation und Isolierung der Substanzen bereitgestellt, um Struktur- und Wirkungsweise der Lead-Substanzen aufzuklären.