AbstractsBiology & Animal Science

Verborgen schatten in het DNA van Penicillium chrysogenum De draadschimmel Penicillium chrysogenum werd in 1928 door Alexander Fleming ontdekt en wordt veel gebruikt in de industrie voor de productie van β-lactam antibiotica. Antibiotica en andere natuurlijke producten (secundaire metabolieten) hebben verscheidene potentiële toepassingen, variërend van medicijnen tot toxines met grote medische en economische waarde. In de afgelopen jaren heeft genoom sequencing van P. chrysogenum meer enzymcomplexen blootgelegd die in staat zijn dergelijke bioactieve producten te synthetiseren. De meeste genen komen echter niet tot expressie onder standaard groeiomstandigheden. Dit onderzoek ontdekte een onontgonnen bron van nieuwe secundaire metabolieten door het activeren van deze stille biosyntheseroutes. Dit werd bereikt door manipulatie van globale en epigenetische regulators van de genexpressie en de chromatine reorganisatie. Daarnaast induceerde de groei van P. chrysogenum bij lage ijzer concentraties de expressie van genen voor de productie van ‘ijzervangers’ (sideroforen, Grieks: “ijzerdrager”), waaronder alle bekende (coprogens, fusarinines, en ferrichromes), en nieuwe sideroforen. Door het ontginnen van het genoom en het toepassen van epigenetische, genomische engineering, of voedingbeperking strategieën, werden in totaal 38 verbindingen geïdentificeerd waaronder 11 nieuwe secondaire metabolieten. Elk van deze metabolieten zouden een unieke bioactiviteit kunnen vertonen. Marta Samol verrichtte haar promotieonderzoek bij de afdeling Moleculaire Microbiologie van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB). Het werk werd gefinancierd via the IBOS Programme (Integration of Biosynthesis and Organic Synthesis) waarin onderzoekinstituten en bedrijfsleven samenwerkten.; Genomic Wake-Up Call: Activating Silent Biosynthetic Pathways for Novel Metabolites in Penicillium chrysogenum The filamentous fungus Penicillium chrysogenum, discovered by Alexander Fleming in 1928, is wildly used in industry for the production of β-lactams antibiotics. Antibiotics and other natural products (secondary metabolites) have many potential applications ranging from drugs to toxins with important medical and economical values. Recently, genome sequencing of P. chrysogenum uncovered many enzyme complexes that are capable of synthesizing such bioactive products: The genome specifies 20 Polyketides synthase (PKSs) and 11 Nonribosomal Peptide Synthetases (NRPSs), including two Polyketide Synthase-Nonribosomal Peptide Synthetase hybrids (HPNs). However, the majority of these genes remain not expressed under standard cultivation conditions. This research sought to exploit this source of potential novel secondary metabolites by awaking these silent biosynthetic pathways. This was achieved by interfering with global and epigenetic regulation and the chromatin landscape change. In addition, growth of P. chrysogenum under iron limited conditions induced the expression of three silent nrps that were identified as siderophore synthetases…