Viele Pilze sind dafür bekannt, dass sie in Symbiose mit Pflanzen leben und dabei vor allem das Wurzelwachstum ankurbeln. Gleichzeitig sind sie jedoch auch zahlreichen Fressfeinden ausgesetzt, die sich von ihnen ernähren wollen. Forschern der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben nun herausgefunden, wie sich der Pilz namens BY1 zur Wehr setzt. Wie das Team um Dirk Hoffmeister im Fachjournal „Angewandte Chemie“ berichtet, verteidigt sich der Pilz mit einem in der Natur extrem selten auftretenden Klasse von Abwehrstoffen.

Gelber Farbstoff vertreibt Fressfeinde

Gemeinsam mit Kollegen vom Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut – und der Technischen Universität Dortmund konnte der Jenaer Forscher beweisen, dass der Schimmelpilz einen gelben Farbstoffe produziert, sobald Insektenlarven beginnen, an ihm zu fressen. Bei dem an den verletzten Stellen produzierten Abwehrstoffen handelt es sich um zwei sogenannte Polyen-Carbonsäuren, welche die angreifenden Larven abwehren.

Weitverbreitetes Abwehrprinzip

„Die Gene für diese Art Farbstoffe sind weit verbreitet bei den Pilzen. Wir nehmen daher an, dass es sich bei dieser Verteidigungsstrategie um ein viel allgemeineres und weit verbreitetes Abwehrprinzip handelt“, erklärt Dirk Hoffmeister. Das ungewöhnliche an Polyen-Carbonsäuren ist die Struktur der Substanzen, die der Studie zufolge „auf einem eher untypischen Molekülgerüst aufbaut“. Ungewöhnlich auch die Synthese dieser Polyene: dafür ist nur ein einziges Enzym verantwortlich, das zur Gruppe der Polyketidsynthasen gehört. Diese Polyketidsynthase verschiebt zahlreiche Kohlenstoff-Doppelbindungen innerhalb des Moleküls und verändert so die Abwehrstoffe auf eine bisher ungewöhnliche und unbekannte Weise. „Unsere Studien tragen entsprechend dazu bei, Pilze in ihrer Umwelt und im Austausch mit anderen Organismen besser zu verstehen“, erklärt Dirk Hoffmeister.

Interaktion mit der Umwelt

Der Pilz BY1 wurde in der Natur bisher nur ein einziges Mal gefunden. Da BY1 an seinem natürlichen Standort das Wachstum anderer Pilze hemmt, forschten die Wissenschaftler zunächst nach sogenannten antifungalen Verbindungen. Solche Substanzen kämen auch als Wirkstoffe gegen Pilzinfektionen infrage. Erst im Laufe der Studie offenbarte sich BY1 als Produzent des Abwehrstoffs gegen Fressfeinde. Für die Forscher um Hoffmeister ist der Verteidigungsmechanismus vom Pilz exemplarisch für das Zusammenspiel chemischer Verbindungen mit der Umwelt.

bb