Environmental stress response in filamentous fungi [Elektronische Ressource] : the impact of ion homeostasis on gene regulation / vorgelegt von Anja Spielvogel

Anja Smith

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• Publié par: technische_universitat_berlin
• Publié le: 01 janvier 2008
• Nombre de lectures: 37
• Langue: Deutsch
• Poids de l'ouvrage: 5 Mo

Extrait

Environmental stress response in filamentous fungi: the
impact of ion homeostasis on gene regulation






vorgelegt von
Diplom-Ingenieurin
Anja Spielvogel


Von der Fakultät für Prozesswissenschaften der
Technischen Universität Berlin
zur Erlangung des akademischen Grades
Doktor der Ingenieurwissenschaften
-Dr.-Ing.-



genehmigte Dissertation



Promotionsausschuss:
Vorsitzender: Prof. Dr. Roland Lauster
Berichter: Prof. Dipl.- Ing. Dr. Ulf Stahl rof. Dr. Johannes Wöstemeyer

Tag der wissenschaftlichen Aussprache:
08.02.2008


Berlin 2008
D83
















Meiner Familie gewidmet.
Ich widme diese Arbeit besonders meinen Großeltern Herbert und
Gerda Grothe. Ihre Liebe wird mich ein Leben lang begleiten.















Danksagung
Die vorliegende Arbeit wurde in dem Zeitraum von 2003 bis 2007 im Fachgebiet
Mikrobiologie und Genetik des Institutes für Biotechnologie der TU Berlin erstellt.
Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. Ulf Stahl für die wissenschaftliche Betreuung, die
stete Bereitschaft zu konstruktiven Diskussionen und seine herzliche und motivierende
Unterstützung.
Prof. Dr.Wöstemeyer danke ich sehr für die Übernahme des Gutachtens dieser Arbeit.
Ganz besonderer Dank gilt Frau Dr. Vera Meyer, in deren Arbeitsgruppe die Arbeit
angefertigt wurde. Sie stand mir als direkte Ansprechpartnerin immer hilfreich und
freundschaftlich zur Seite, viele Diskussionen und Anregungen haben sehr zum Gelingen
dieser Arbeit beigetragen.
Sehr dankbar bin ich Herrn Dr. Eduardo A. Espeso für die Begleitung der Arbeit seit 2005.
Die Möglichkeit der Forschungsaufenthalte in Madrid am CSIC, die stetige
Diskussionsbereitschaft, die Weitergabe seiner Erfahrungen und Methoden sowie die
liebenswerte Atmosphäre in der spanischen Arbeitsgruppe zusammen mit Lidia, America,
Olga, Antonio und Elena haben einen großen Anteil am Gelingen dieser Arbeit.
Ebenso möchte ich mich bei Prof. Herb Arst und Frau Helen Findon (Imperial College,
London) für die Erstellung und Überlassung der A. nidulans Stämme HHF17a, HHF17d -
HHF17f bedanken.
Mein besonderer Dank gilt Frau Susanne Engelhardt dafür, dass sie mit ihrer exzellenten
technischen Unterstützung sehr zum Gelingen der Arbeit beigetragen hat. Ihr großartiges
Engagement, auch in den Durststrecken, hat letztendlich zum Erfolg geführt.
Bei Frau Barbara Walewska bedanke ich mich sehr herzlich für die tatkräftige Unterstützung
vor allem bei der Messung der Reporteraktivitäten in dieser Arbeit.
Ein großes „Danke“ an Herrn Jochen Schmid für die vielen kleinen und großen
Aufmunterungen und dafür, dass er immer für mich da war.
Herrn Dr. Udo Schmidt, Herrn Dr. Dirk Müller-Hagen, Frau Dr. Silke Hagen, Frau Cornelia
Luban, Herrn Dr. Falk Matthäus, Herrn Dr. Thomas Lautz, Frau Eva Graf und Frau Birgit
Baumann danke ich für viele anregende Gespräche und Diskussionen und für die freundliche
Arbeitsatmosphäre.
Frau Dr. Vera Meyer, Herr Dr. Espeso, Frau Dr. Silke Hagen, Herrn Tom Spielvogel und
Frau Roslin Bensman danke ich für die kritische Durchsicht der Arbeit, sowie für die
Korrektur der englischen Sprache.
Allen weiteren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Fachgebietes Mikrobiologie und
Genetik danke ich für die nette und kooperative Zusammenarbeit, insbesondere Frau Rita
Waggad, Frau Roslin Bensmann und Frau Sonja Leberecht.
Danke auch an meine Volleyballmannschaft des VSV Havel Oranienburg. Sie hat für den
besten Ausgleich gesorgt, den man sich für diese Arbeit vorstellen kann.
Abschließender und überaus herzlicher Dank gebührt meinen Freunden und meiner Familie,
insbesondere meiner Mutter Margrit und meinem Bruder Tom Spielvogel. Hier habe ich
immer Liebe und Verständnis gefunden und auf ihre Unterstützung konnte ich mich immer
verlassen.
Anja Spielvogel

Contents
Contents...................................................................................................................................................................I
List of Figures and Tables ................................................................................................................................. III
List of Abbreviations: ................................................................................................................................... V
1 Calcium signalling in eukaryotic organisms ..................................................................1
2+1.1 Ca – a divalent cation with a special task ..................................................................................... 1
1.2 Calcium homeostasis and signalling................................................................................................ 5
2+1.3 Ca - signalling related proteins in fungi, plants, and animals ....................................................... 6
1.4 Calcium mediated control of transcription .................................................................................... 13
1.5 Cellular events dependent on calcium signalling........................................................................... 17
1.6 Concluding remarks and future directions 23
2 Subject description.......................................................................................................24
2.1 The antifungal protein AFP and its application ............................................................................. 24
2.2 Transcriptional regulation of the afp gene of Aspergillus giganteus ............................................. 25
2.3 Aim of the thesis............................................................................................................................ 27
3 Materials and Methods .................................................................................................29
3.1 Equipment...................................................................................................................................... 29
3.2 Enzymes, chemicals and kits ......................................................................................................... 29
3.3 Strains............................................................................................................................................ 30
3.4 Plasmids......................................................................................................................................... 30
3.5 Cloning strategy for newly generated plasmids............................................................................. 31
3.6 Oligonucleotides............................................................................................................................ 32
3.7 Culture media ................................................................................................................................ 33
3.8 Buffers, reagents, and solutions..................................................................................................... 35
3.9 Cultivation conditions for bacteria, yeast and filamentous fungi .................................................. 35
3.10 Methods for DNA and RNA analysis and modification................................................................ 36
3.11 Methods for protein isolation, purification and enzyme activity test............................................. 39
3.12 Transformation methods................................................................................................................ 39
4 Results..........................................................................................................................41
4.1 Transcriptional regulation of the afp promoter.............................................................................. 41
4.2 CrzA, the Crz1p orthologue in Aspergillus nidulans..................................................................... 44
4.3 Generation and characterisation of a crzA deletion strain.............................................................. 49
4.4 CrzA directly influences expression of the afp gene 56
4.5 Expression analysis of putative CrzA target genes........................................................................ 66
4.6 Characterisation of CrzA binding activity and specificity............................................................. 69
4.7 the DNA binding motif of CrzA 71
4.8 In addition to CrzA, SltA is involved in Aspergillus salt stress response...................................... 75
4.9 Characterisation of SltA in A. nidulans ......................................................................................... 82
5 Discussion.....................................................................................................................90
5.1 Filamentous fungi possess a transcription factor that is homologous to yeast Crz1p.................... 90
5.2 The role of CrzA in environmental stress