Chemie Mikrobieller Kommunikation (Nachwuchsgruppe) Dr. Pierre Stallforth Die Gruppe ist am Leibniz-HKI angesiedelt. Seit Dezember 2021 ist Pierre Stallforth Professor für Bioorganische Chemie und Paläobiotechnologie an der Universität Jena. Forschungsschwerpunkte Bioaktive mikrobielle Naturstoffe Naturstoffe aus prähistorischen Quellen Strukturaufklärung und Biosynthesestudien Die zunehmende Verbreitung von multiresistenten Krankheitserregern stellt eine ernsthafte Bedrohung für die Gesundheit der Menschheit dar. Neue Medikamente zur Bekämpfung dieser Erreger werden dringend benötigt. Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze produzieren eine Vielzahl von Naturstoffen, die eine antibiotische Wirkung haben und als Grundlage für die Entwicklung neuer Antiinfektiva dienen. Mit herkömmlichen Methoden werden jedoch kaum neue Substanzen gefunden und die Wiederentdeckungsrate für bereits bekannte Wirkstoffe ist sehr hoch. Die Gruppe Bioorganische Chemie und Paläobiotechnologie erschließt bislang unerforschte Quellen mikrobiologischer Diversität, um neue Naturstoffe zu finden. Wir erstrecken unsere Suche nach neuen Molekülen nicht nur auf heute vorkommenden Mikroorganismen, sondern widmen uns intensiv der zeitlichen Dimension. Dies tun wir, indem wir die genetische Information in prähistorischen Materialien, bspw. mikrobielle DNA aus Zahnstein, analysieren. So können wir die Evolution von Naturstoffbiosynthesen studieForschungsprofil ren und gelangen zu Wirkstoffen, die in der Natur verloren gegangen sind. Hierzu wenden wir modernste Technologien der Genomanalyse sowie der Identifizierung und Isolierung mikrobieller Naturstoffe an. Dabei arbeiten wir eng mit Prof. Dr. Christina Warinner vom Max-Planck-Institut für Evolutionäre Anthropologie, Leipzig/Harvard University, Cambridge, zusammen. Weitere Quelle für neue Naturstoffe sind mikrobielle Lebensgemeinschaften. Als Beispiel dienen uns soziale Amöben und ihr Zusammenleben mit Bakterien. Amöben, insbesondere die soziale Amöbe Dictyostelium discoideum, ernähren sich von Bodenbakterien. Diese haben wiederum Strategien entwickelt, um sich gegen die Amöben zu verteidigen. Sie geben dazu amöbizide Naturstoffe in die Umgebung ab. Wir untersuchen diese Substanzen und ihre Wirkmechanismen. Insbesondere konnten wir zeigen, dass Bakterien kooperative Strategien aufweisen, um sich gegen ihre Fressfeinde zu verteidigen. Abb. 1. Kooperative Verteidigungsstrategie von Bakterien gegen den amöbiellen Fressfeind. Ein Bakterium produziert Syringafactin, welches von einem anderen Bakterium in eine für Amöben toxische Verbindung umgewandelt wird. Bild: AG Stallforth [1] Mukherji R., Zhang S., Chowdhury S., Stallforth P. (2020): Chimeric LuxR Transcription Factors Rewire Natural Product Regulation. Angew. Chem. Int. Ed. https://doi.org/10.1002/ange.201914449 [2] Klapper M., Schlabach K., Paschold A., Zhang S., Chowdhury S., Menzel K.-D., Rosenbaum M. A., Stallforth P. (2020) Biosynthesis of PseudomonasDerived Butenolides. Angew. Chem. Int. Ed. https:// doi.org/10.1002/ange.201914154 [3] Zhang S., Mukherji R., Chowdhury S., Reimer L., Stallforth P. (2021) Lipopeptide-mediated Bacterial Interaction Enables Cooperative Predator Defense. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. https:// doi.org/10.1073/pnas.2013759118 FORSCHUNG — 77
RkJQdWJsaXNoZXIy OTI3Njg=