Fachbereich 13 - Biologie
Institut für Molekulare Mikrobiologie und Biotechnologie
Arbeitskreis Prof. Dr. Friedhelm Meinhardt

Lineare Plasmide

Plasmide waren ursprünglich definiert als extrachromosomale, zirkuläre, genetische Elemente. Seit ca. 2 Jahrzehnten sind aber auch lineare Plasmide immer wieder, sowohl in Pro- als auch in Eukaryoten, beschrieben worden; besonders unter Hyphenpilzen und Hefen sind sie offenbar recht häufig. Nach der Isolierung und Charakterisierung einer Reihe solcher genetischer Elemente aus Asco- und Basidiomyceten beschäftigen wir uns z.Zt. vorwiegend mit linearen Plasmiden von Hefen. Killerstämme der Milchhefe Kluyveromyces lactis tragen die beiden linearen Plasmide pGKL1 und pGKL2 (k1 und k2). Killerstämme sezernieren ein plasmidkodiertes Toxin, das das Wachstum sensitiver Hefen irreversibel in der G1-Phase des Zellzyklus stoppt. Die Nukleotidfolge der cytoplasmatisch lokalisierten Plasmide ist vollständig aufgeklärt; von einigen der nachgewiesenen offenen Leserahmen ist jedoch die Funktion der Translationsprodukte unbekannt. Mit "Gene-knock-out" Experimenten und Funktionsanalysen werden deren Aufgaben untersucht. Diese, offenbar den cytoplasmatischen Viren ähnlichen, genetischen Systeme werden darüberhinaus auch hinsichtlich ihrer Promotoren und möglicher Transkriptmodifikationen (Capping, Polyadenylierung) untersucht. Weiterhin werden andere Killerplasmide von Hefen (Picha acaciae, Pichia inositovora und Wingea robertsiae) strukturell und funktionell charakterisiert. Wegen der Übertragbarkeit in andere Spezies, wegen ihrer hohen Kopienzahl und wegen der sehr guten Stabilität sind diese genetischen Elemente als Vektoren interessant und werden dementsprechend für homologe und heterologe Genexpression genutzt.

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. Friedhelm Meinhardt (Leiter), Prof. Dr. Norio Gunge (Kumamoto, Japan), PD Dr. Raffael Schaffrath (Uni Halle), Dr. Markus Tiggemann, Dipl.-Biol. Stefanie Jeske, Dipl.-Biol. Roland Klassen

Veröffentlichungen:

Meinhardt F., R. Schaffrath: Extranuclear Inheritance: Cytoplasmic linear ds-DNA killer elements of the dairy yeast Kluyveromyces lactis. In: Progress in Botany, Vol. 62 (Esser K., Lüttge U., Kadereit J., Beyschlag W., eds.) Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, pp. 51-70, 2001

Klassen R., L. Tontsidou, M. Larsen, F. Meinhardt: Genome organization of the linear cytoplasmic element pPE1B from Pichia etchellsii, Yeast 18, 953-961, 2001

Tiggemann M., S. Jeske, M. Larsen, F. Meinhardt: Kluyveromyces lactis cytoplasmic plasmid pGKL2: heterologous expression of ORF3p and proof of guanylyltransferase and mRNA-triphosphatase activities, Yeast 18, 815-825, 2001

Jablonowski D., L. Fichtner, V. J. Martin, R. Klassen, F. Meinhardt, M. J. R. Stark, R. Schaffrath: Saccharomyces cerevisiae cell wall chitin, the Kluyveromyces lactis zymocin receptor, Yeast 18, 1285-1299, 2001

Meinhardt F., S. Jeske: Killerhefen: Grundlagen und Perspektiven, GIT Labor-Fachzeitschrift 5, 578-581, 2002

Klassen R., D. Jablonowski, R. Schaffrath, F. Meinhardt: Genome organization of the linear Pichia etchellsii plasmid pPE1A: evidence for expression of an extracellular chitin binding protein homologous to the α-subunit of the Kluyveromyces lactis killer toxin, Plasmid 47, 224-233, 2002

Meinhardt F., S. Jeske: Killer yeasts: Fundamentals and perspectives, BIOforum International 3, 149-151, 2002

Klassen R., F. Meinhardt: Linear plasmids pWR1A and pWR1B of the yeast Wingea robertsiae are associated with a killer phenotype, Plasmid 48, 142-148, 2002