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WSR066-Die unentdeckte Vielfalt der Aktinomyceten: Neue Wege zur Synthese von Wirkstoffen - Interview mit Prof. Dr. Yvonne Mast


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In dieser Episode spricht Bernd Rupp mit Prof. Dr. Yvonne Mast, Leiterin der Abteilung Bioressourcen für Bioökonomie und Gesundheitsforschung am Leibniz-Institut DSMZ – Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH in Braunschweig.

Prof. Dr. Yvonne Mast; Quelle: Wirkstoffradio.

Yvonnes Forschung konzentriert sich auf die Kultivierung von Aktinomyceten bzw. Streptomyzeten, einer großen Familie von Organismen, die als Quelle verschiedener Wirkstoffe bekannt sind. Die Gruppe um Yvonne untersucht insbesondere die Regulation sogenannter stiller Synthesegencluster und deren Aktivierung. Yvonne erklärt, dass bei der klassischen Kultivierung dieser Organismen oft nur 10% der aktuell bekannten Synthesegencluster aktiv sind, was auf ein immer noch großes unbekanntes Potential neuer faszinierender Wirkstoffe bei diesen Organismen hinweist.

Durch ihre Arbeiten konnte das Team um Yvonne diese bereits seit langem bekannten Organismen dazu anregen, neue spannende Substanzen zu produzieren. Dadurch rückt diese Gruppe von Organismen wieder stärker in den Fokus der Forschung zu neuen Antibiotika und anderen Substanzen.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Was sind Aktinomyceten?
    • Aktinomyceten – Wikipedia Artikel
    •  Review zu SARPS; wissenschaftlicher Artikel (open access): Krause J, Handayani I, Blin K, Kulik A, Mast Y. Disclosing the Potential of the SARP-Type Regulator PapR2 for the Activation of Antibiotic Gene Clusters in Streptomycetes. Front Microbiol. 2020 Feb 18;11:225. doi: 10.3389/fmicb.2020.00225. PMID: 32132989.
    • PMCID: PMC7040171
    • Review zu SARPS: wissenschaftlicher Artikel (closed access): An overview on transcriptional regulators in Streptomyces; Alba Romero-Rodríguez, Ivonne Robledo-Casados, Sergio Sánchez, Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Gene Regulatory Mechanisms,
    • 1849(8), 2015. Die Studie befindet sich leider hinter einer Paywall, ist also nur für diejenigen zugänglich, die ein Abo der entsprechenden Fachzeitschrift haben. Daher werden wir nicht direkt auf den Artikel verlinken, sondern stellen euch den „Digital Object Identifier (DOI)“ zur Verfügung: 10.1016/j.bbagrm.2015.06.007
    • Agarplatte – DocCheck Flexikon
    • Geosmin – Wikipedia Artikel
    • Streptomyces – Wikipedia Artikel
    • Unterschiedliche Aktinomyceten auf Agarplatten; Quelle: Wirkstoffradio.
      Aufgaben der Aktinomyceten
        • Kompostierung – Wikipedia Artikel
        • sessil – Spektrum der Wissenschaft
        • wissenschaftlicher Artikel (closed access): Barka EA, et al. Microbiol Mol Biol Rev. 2015. Taxonomy, Physiology, and Natural Products of Actinobacteria. Microbiol Mol Biol Rev 80:1-43. Die Studie befindet sich leider hinter einer Paywall, ist also nur für diejenigen zugänglich, die ein Abo der entsprechenden Fachzeitschrift haben. Daher werden wir nicht direkt auf den Artikel verlinken, sondern stellen euch den „Digital Object Identifier (DOI)“ zur Verfügung: doi: 10.1128/MMBR.00019-15.
        • Exoenzym – Wikipedia Artikel
        • Cellulasen – Wikipedia Artikel
        • Chitotriosidase oder Chitinase – Wikipedia Artikel
        • Cellulose  – Wikipedia Artikel
        • Chitin – Wikipedia Artikel
        • Einteilung der Aktinomyceten
            • Frankiaceae – Lexikon der Biologie
            • Mykobakterien – Wikipedia Artikel
            • Mycobacterium tuberculosis – Wikipedia Artikel
            • Corynebacterium – Wikipedia Artikel
            • Corynebacterium diphtheriae – Wikipedia Artikel
            • Verwendung der Aktinomyceten
                • Lipasen – Wikipedia Artikel
                • Proteinase – DocCheck Flexikon
                • Sekundärmetaboliten – Wikipedia Artikel
                • Antivirale Substanzen – Wikipedia Artikel
                • Immunsuppressiva – Wikipedia Artikel
                • Zytotoxizität – Wikipedia Artikel
                • Was ist ein Sekundärmetabolit
                    • Primärstoffwechsel  – DocCheck Flexikon
                    • Glykolyse – Wikipedia Artikel
                    • Citratzyklus – Wikipedia Artikel
                    • Glucose – Wikipedia Artikel
                    • Sekundaerstoffwechsel – Lexikon der Biologie
                    • Carotinoide – Wikipedia Artikel
                    • Pigmente – Wikipedia Artikel
                    • Toxin – Wikipedia Artikel
                    • Γ-Butyrolacton – Wikipedia Artikel
                    • Struktur von gamma-Butyrolacton; Quelle: Chem Sim 2001, Public domain, via Wikimedia Commons.
                      Beispiele für Antibiotika aus Aktinomyceten
                        • Penicillium notatum – Wikipedia Artikel
                        • Selman Abraham Waksman – Wikipedia Artikel
                        • Actinomycin – Wikipedia Artikel
                        • Streptomyces antibioticus – Wikipedia Artikel (englisch)
                        • Streptomycin – Wikipedia Artikel
                        • Vancomycin – Wikipedia Artikel
                        • Teicoplanin – Wikipedia Artikel
                        • Erythromycin – Wikipedia Artikel
                        • Tetracyclin – Wikipedia Artikel
                        • Rechnerische Wirkstoffkapazität
                            • Streptomyces coelicolor – Wikipedia Artikel
                            • Gen-Cluster – Wikipedia Artikel
                            • Bioinformatik – Wikipedia Artikel
                            • Actinorhodin – Wikipedia Artikel (englisch)
                            • Undecylprodigiosin – Wikipedia Artikel (englisch)
                            • Gezielter Start einer Antibiotika-Biosynthese
                                • Aufreinigung – Wikipedia Artikel
                                • Strukturaufklärung (Charakterisierung) – Wikipedia Artikel
                                • Platten zur Kontrolle, ob der SARP-Regulator funktioniert. Die dreieckigen Bereiche sind jeweils Streptomyces coelicolor, der flächig angewachsen ist. S. coelicolor produziert zwei prominente pigmentierte Substanzen (Actinorhodin (Act) = blau und Undecylprodigiosin (Red) = rot). Die weiße Kultur ist eine S. colicolor-Mutante, in der die SARP-Regulatorgene für die beiden Biosynthesen deletiert sind. Es kann kein Act und Red gebildet werden. Die roten Bereiche sind die S. colicolor-Mutante, in der das SARP-Regulatorgen papR2 exprimiert wird. Dies führt zur biosyntheseweg-spezifischen Aktivierung der Red-Biosynthese (= SARP-Aktivierung funktioniert).
                                  SARP – Für die Regulation der Biosynthese
                                    • Looking for new antibiotics – Pressemitteilung der DSMZ zu SARPs (englisch)
                                    • Polyketide – Wikipedia Artikel
                                    • Nichtribosomales Peptid – Wikipedia Artikel
                                    • Β-Lactam-Antibiotika – Wikipedia Artikel
                                    • Grundstruktur der Penicilline;das R steht für Rest. An dieser Stelle kann die Struktur variiert werden, um zum Beispiel die Selektivität für bestimmte Bakterien zu erhöhen; Quelle: Yikrazuul, Public domain, via Wikimedia Commons
                                      Struktur eines SARP
                                        • Uncovering the hidden biosynthetic potential of actinomycetes by SARP activation for drug discovery – Pressemittelung der DSMZ zu SARPs (englisch)
                                        • Wie funktioniert eine genetische Steuerung?
                                            • Strukturgen – Wikipedia Artikel
                                            • Regulatorgen – Wikipedia Artikel
                                            • Resistenzgen – Wikipedia Artikel
                                            • Β-Lactamasen – Wikipedia Artikel
                                            • Exkurs Cephalosporin-Biosythese
                                                • Streptomyces clavuligerus – Wikipedia Artikel
                                                • Cephalosporine – Wikipedia Artikel
                                                • Clavulansäure – Wikipedia Artikel
                                                • Struktur der Clavulansäure; Quelle: Mysid, Public domain, via Wikimedia Commons
                                                  Promotoren
                                                    • Promotor (Genetik) – Wikipedia Artikel
                                                    • RNA-Polymerasen – Wikipedia Artikel
                                                    • Transkription (Biologie) – Wikipedia Artikel
                                                    • Operon – Wikipedia Artikel
                                                    • Anwendung im Labor
                                                        • Plasmid – Wikipedia Artikel
                                                        • wissenschaftlicher Artikel (open access) zu OSMAC (one strain many compounds): Romano S, Jackson S, Patry S, Dobson A. Extending the Strain Many Compounds”(OSMAC) Principle to Marine Microorganisms. Marine Drugs 2018;16(7):244. doi: 10.3390/md16070244
                                                        • wissenschaftlicher Artikel (open access) zu OSMAC und Cokultivierung: van Bergeijk DA, Terlouw BR, Medema MH, van Wezel GP. Ecology and genomics of Actinobacteria: new concepts for natural product discovery. Nature Reviews Microbiology 2020;18(10):546–558. doi: 10.1038/s41579-020-0379-y
                                                        • Seltene Erden – Wikipedia Artikel
                                                        • Repressor – Wikipedia Artikel
                                                        • Transfer-Organismus
                                                            • Escherichia_coli (eColi) – Wikipedia Artikel
                                                            • Wie viele SARPS gibt es?
                                                                • Proteindomäne – Wikipedia Artikel
                                                                • ATPasen – Wikipedia Artikel
                                                                • Weitere spannende Sekundärmetaboliten
                                                                    • Genetic Engineering – Wikipedia Artikel (englisch)
                                                                    • Genome Mining – Wikipedia Artikel (englisch)
                                                                    • Phosphonate – Wikipedia Artikel
                                                                    • Einfache Metaboliten wie Phenylglycin
                                                                        • Nichtproteinogene Aminosäuren – Wikipedia Artikel
                                                                        • Α-Phenylglycin – Wikipedia Artikel
                                                                        • Pristinamycin – Wikipedia Artikel
                                                                        • Katalyse – Wikipedia Artikel
                                                                        • Struktur von Phenylglycine; Quelle: Jü, Public domain, via Wikimedia Commons.
                                                                          Der Weg zur Fermentation
                                                                            • Fermentation – Wikipedia Artikel
                                                                            • Aminotransferasen – Wikipedia Artikel
                                                                            • Entdeckung der Pristinamycin Gencluster
                                                                                • Pristinamycine – Wikipedia Artikel
                                                                                • Pristinamycin – ein natürliches Kombi-Präparat
                                                                                    • Bakteriostatisch – DocCheck Flexikon
                                                                                    • Bakteriostatikum – Wikipedia Artikel
                                                                                    • Bakterizid – Wikipedia Artikel
                                                                                    • SARPS als Schalter
                                                                                        • Streptomyces lividans – microbewiki
                                                                                        • Undecylprodigiosin – Wikipedia Artikel
                                                                                        • Struktur von Undecylprodigiosin; Quelle: Ed (Edgar181), Public domain, via Wikimedia Commons
                                                                                          Wie werden SARPS reguliert?
                                                                                            • TetR – Wikipedia Artikel
                                                                                            • Repressor – Wikipedia Artikel
                                                                                            • Signalkaskade – DocCheck Flexikon
                                                                                            • Aufnahme neuer Species in die Sammlung
                                                                                                • Internationales Journal für systematische und evolutionäre Mikrobiologie (IJSEM) – Wikipedia Artikel
                                                                                                • IJSEM – Homepage
                                                                                                • Taxonomie – Wikipedia Artikel
                                                                                                • Pflanzenvirus – Wikipedia Artikel
                                                                                                • Zellkultur – Wikipedia Artikel
                                                                                                • Anaerobie – Wikipedia Artikel
                                                                                                • Informationen zur Aufnahme in die Sammlung
                                                                                                    • Phylogenese – Wikipedia Artikel
                                                                                                    • Was ist eine 16S Analyse?
                                                                                                        • 16S ribosomal RNA – Wikipedia Artikel (englisch)
                                                                                                        • Ausschluss gefährlicher Mikroorganismen
                                                                                                            • Pathogenität – Wikipedia Artikel
                                                                                                            • Biologische Schutzstufe – Wikipedia Artikel
                                                                                                            • Biologische Risikogruppe 2 – Wikipedia Artikel
                                                                                                            • Biologische Schutzstufe 2 – Wikipedia Artikel
                                                                                                            • Yersinia – Wikipedia Artikel
                                                                                                            • Bordetellen – Wikipedia Artikel
                                                                                                            • Die Sammlung: Konservierung, Anzucht und Verteilung
                                                                                                                • Kryokonservierung – Wikipedia Artikel
                                                                                                                • Gefriertrocknung – Wikipedia Artikel
                                                                                                                • Gefriertrocknung am DSMZ, Yvonne erklärt, wie Kulturen konserviert werden; Quelle: Wirkstoffradio.
                                                                                                                  Die Strukturierung der Sammlung
                                                                                                                    • Sammlung der DSMZ – Homepage
                                                                                                                    • Pilze – Wikipedia Artikel
                                                                                                                    • Hefen – Wikipedia Artikel
                                                                                                                    • Bakteriophagen – Wikipedia Artikel
                                                                                                                    • Vorbereitung von Probenröhrchen im Labor; Quelle: Wirkstoffradio.
                                                                                                                      Weitere Abteilungen der DSMZ
                                                                                                                        • Mikroorganimen – Homepage
                                                                                                                        • Humane Zelllinien – Homepage
                                                                                                                        • Yvonne und die Aktinomyceten
                                                                                                                            • Interfakultäres Institut für Mikrobiologie und Infektionsmedizin – Homepage
                                                                                                                            • Mikrobiologie/Biotechnologie; Prof. Dr. Wolfgang Wohlleben (Emeritus-Arbeitsgruppe) – Homepage
                                                                                                                            • Yvonnes Studium
                                                                                                                                • Fachbereich Biologie – Universität Tübingen
                                                                                                                                • Wechsel nach Braunschweig ans DSMZ
                                                                                                                                    • TU-Braunschweig – Homepage
                                                                                                                                    • Science Campus Braunschweig-Süd – Homepage
                                                                                                                                    • Yvonne am robotischen Lagerautomaten des DSMZ; Quelle: Wirkstoffradio.
                                                                                                                                      Yvonnes Lieblingsmolekül
                                                                                                                                        • Pristinamycin – Wikipedia Artikel
                                                                                                                                        • Streptogramine – Wikipedia Artikel
                                                                                                                                        • Struktur von Pristinamycin IA; Quelle: Edgar181, Public domain, via Wikimedia Commons

                                                                                                                                           

                                                                                                                                          Wir bedanken uns ganz herzlich bei Prof. Dr. Yvonne Mast für die Zeit und ihre Erläuterungen zu ihrem Forschungsgebiet.

                                                                                                                                          Wir freuen uns immer über Feedback: per Mail unter [email protected], in den Kommentaren unter den einzelnen Episoden, über Twitter @wirkstoffradio, bei Mastodon unter @[email protected] oder auch als Bewertung bei iTunes/Apple-Podcasts oder panoptikum.social.

                                                                                                                                          Wirkstoffradio-Feedback-Telefon   +49 (0)30 746 910 64

                                                                                                                                          In unserem Fanshop können sich Hörer:Innen mit Wirkstoffradio Merch wie T-Shirts, Hoodies, Basecaps aber auch Tassen und Einkaufsbeutel ausstatten.

                                                                                                                                          Der Entwickler der Podcast Suchmaschine Fyyd (Christian Bednarek) stellt für Podcasts und deren Hörer:innen unterschiedliche Dienste zur Verfügung. Darunter auch ein Fyydiverse. So können wir uns über das Spiel WorkAdventure in einem für das Wirkstoffradio gestalteten Raum treffen.

                                                                                                                                          • Bernd Rupp
                                                                                                                                            • Twitter
                                                                                                                                            • ORCiD
                                                                                                                                            • Database of Available Chemical Substances
                                                                                                                                            • GitHub
                                                                                                                                            • Mastodon
                                                                                                                                            • ResearchGate
                                                                                                                                            • Mitglied der Gruppe Structural Chemistry and Computational Biophysics
                                                                                                                                            • Linkedin
                                                                                                                                            • Xing
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                                                                                                                                            • Auphonic Spenden
                                                                                                                                            • Prof. Dr. Yvonne Mast
                                                                                                                                              • Website
                                                                                                                                              • Email

                                                                                                                                                Wirkstoffradio ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Keine Bearbeitungen 4.0 International Lizenz.
                                                                                                                                                ...more
                                                                                                                                                View all episodesView all episodes
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                                                                                                                                                More shows like Wirkstoffradio (MP3 Feed)

                                                                                                                                                View all
                                                                                                                                                Forschung aktuell by Deutschlandfunk

                                                                                                                                                Forschung aktuell

                                                                                                                                                17 Listeners

                                                                                                                                                Wissenschaft im Brennpunkt by Deutschlandfunk

                                                                                                                                                Wissenschaft im Brennpunkt

                                                                                                                                                15 Listeners

                                                                                                                                                IQ - Wissenschaft und Forschung by Bayerischer Rundfunk

                                                                                                                                                IQ - Wissenschaft und Forschung

                                                                                                                                                53 Listeners

                                                                                                                                                Welt der Physik | Podcast by Welt der Physik

                                                                                                                                                Welt der Physik | Podcast

                                                                                                                                                16 Listeners

                                                                                                                                                Gesundheitsgespräch by Bayerischer Rundfunk

                                                                                                                                                Gesundheitsgespräch

                                                                                                                                                6 Listeners

                                                                                                                                                AstroGeo - Geschichten aus Astronomie und Geologie by Karl Urban und Franziska Konitzer

                                                                                                                                                AstroGeo - Geschichten aus Astronomie und Geologie

                                                                                                                                                6 Listeners

                                                                                                                                                Sternengeschichten by Florian Freistetter

                                                                                                                                                Sternengeschichten

                                                                                                                                                45 Listeners

                                                                                                                                                Hörsaal - Deutschlandfunk Nova by Deutschlandfunk Nova

                                                                                                                                                Hörsaal - Deutschlandfunk Nova

                                                                                                                                                25 Listeners

                                                                                                                                                Geschichten aus der Geschichte by Richard Hemmer und Daniel Meßner

                                                                                                                                                Geschichten aus der Geschichte

                                                                                                                                                190 Listeners

                                                                                                                                                Wissenschaft auf die Ohren by Helmholtz-Gemeinschaft

                                                                                                                                                Wissenschaft auf die Ohren

                                                                                                                                                5 Listeners

                                                                                                                                                Übermedien by Übermedien

                                                                                                                                                Übermedien

                                                                                                                                                3 Listeners

                                                                                                                                                Spektrum-Podcast by detektor.fm – Das Podcast-Radio

                                                                                                                                                Spektrum-Podcast

                                                                                                                                                16 Listeners

                                                                                                                                                F.A.Z. Wissen by Frankfurter Allgemeine Zeitung

                                                                                                                                                F.A.Z. Wissen

                                                                                                                                                13 Listeners

                                                                                                                                                Synapsen – ein Wissenschaftspodcast by NDR Info

                                                                                                                                                Synapsen – ein Wissenschaftspodcast

                                                                                                                                                11 Listeners

                                                                                                                                                Aha! Zehn Minuten Alltags-Wissen by WELT

                                                                                                                                                Aha! Zehn Minuten Alltags-Wissen

                                                                                                                                                30 Listeners