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eisen
et al.: Molekulare Lebensmittelmykologie
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2003) oder sogar in reinem Salz (S
onjak
et al.
2011) vor. P. verrucosum ist unter bestimmten
Umständen auch in der Lage, Citrinin zu bilden,
wozu P. nordicum nicht fähig ist. Citrinin ist struk-
turell Ochratoxin A sehr ähnlich. Patulin ist ein
Mykotoxin, das durch Arten verschiedener Gat-
tungen, wie Penicillium oder Byssochlamys ge-
bildet werden kann (M
oake
et al. 2005). Der wohl
bekannteste Bildner ist allerdings P. expansum,
der regelmäßig für die Bildung von Patulin in
Apfelprodukten und anderen Obstsorten verant-
wortlich ist (B
aert
et al. 2007). Da Patulin eine
Reihe von toxischen Wirkungen besitzt (M
oake
et
al. 2005), wurde die Höchstmenge dieses Myko-
toxins ebenfalls reguliert.
Insbesondere Alternaria alternata (Artenkom-
plex) kann häufig als Kontaminante verschie-
dener Früchte isoliert werden, ist aber auch
auf Getreide zu finden. Sie führt zur Schwarz-
fleckenkrankheit von Tomaten, Möhren, Birnen,
Äpfeln, Oliven etc. (L
ogrieco
et al. 2009). A. al-
ternata ist in der Lage eine Reihe von Mykoto-
xinen wie Alternariol, Alternariolmonomethyle-
ther, Tenuazonsäure, Altenuen oder Altertoxin zu
bilden. Für diese Mykotoxine sind verschiedene
toxische Wirkungen beschrieben worden, aber
eine abschließende Beurteilung der Toxizität
dieser Metabolite steht aufgrund fehlender toxi-
kologischer Daten noch aus. Erst kürzlich wurde
eine Stellungnahme der EFSA (European Food
Safety Authority 2011) zum Alternaria-Problem
veröffentlicht. In dieser Stellungnahme wurde
festgestellt, dass das Wissen über die toxikolo-
gischen Wirkungen von Alternaria-Toxinen noch
nicht ausreicht, um zu einer abschließenden Be-
wertung zu kommen. Es wurden über 11.000 Da-
ten über das Vorkommen von Alternaria-Toxinen
ausgewertet. Aufgrund der vorliegenden Daten
liegt allerdings die Exposition von Alternariol,
bzw. Alternariol-Monomethylether über dem TTC
Wert (Threshold of Toxicological Concern).
3 Regulation der Mykotoxinbildung
Für alle Mykotoxine gilt, dass sie nicht durch-
gehend (konstitutiv) gebildet werden, sondern
dass ihre Synthese stark von den äußeren Be-
dingungen abhängig ist. Der Pilz kann unter
Umständen vollkommen normal wachsen, ohne
Mykotoxine zu bilden. Umgekehrt sind es gerade
Stresssituationen, die den Pilz dazu bringen, ver-
mehrt Mykotoxine zu bilden, obwohl er unter die-
sen Bedingungen in der Regel nur sehr schlecht
wachsen kann. Die wichtigsten Umweltparame-
ter, die einen Einfluss auf die Bildung der Mykoto-
xine haben, sind die Substratzusammensetzung,
also die Zusammensetzung der Lebensmittel, die
Temperatur, der pH-Wert und die Wasseraktivität
a
w
, die ein Maß für die Menge des verfügbaren
Wassers darstellt (M
edina
& M
agan
2011). In der
Regel reduziert sich die Mykotoxinbildung mit fal-
lender Temperatur und fallendem a
w
-Wert. Dabei
müssen, wie oben schon erwähnt, das Wachs-
tumsoptimum der Pilzkolonie und die maximale
Bildung der Mykotoxine nicht übereinstimmen
(P
ardo
et al. 2004).
Diese phänotypisch beobachtbare Regulation
der Mykotoxinbildung basiert auf regulatorischen
Vorgängen auf molekularer Ebene. Die Gene
der Mykotoxinbiosynthese werden aktiviert, be-
vor es phänotypisch zu einer nachweisbaren
Mykotoxinbiosynthese kommt, d.h. bevor das
gebildete Mykotoxin analytisch nachgewiesen
werden kann. Nahezu alle bekannten Gene der
Mykotoxinbildung sind in Clustern im Genom des
Pilzes organisiert, d.h. sie liegen direkt nebenei-
nander. Die Mykotoxinbiosynthesegene werden
in der Regel durch das Genprodukt eines spe-
zifischen regulatorischen Gens aktiviert. Dieses
regulatorische Gen wird wiederum durch höher
geordnete regulatorische Gene reguliert, bzw.
steht mit der Außenwelt über Signalkaskaden
in Verbindung. Wenn sich die Umweltparameter
wie Temperatur, pH-Wert oder Wasseraktivität
ändern, kann diese Änderung über zelluläre
Sensoren und Signalkaskadewege direkt auf die
Transkriptionsebene weitergegeben werden und
hier zur Aktivierung oder Inaktivierung der Myko-
toxingene führen.
Genau diese regulatorischen Vorgänge sind das
zentrale Thema bei den Forschungsarbeiten
innerhalb des MRI. Mit diesen Arbeiten soll ein
Verständnis über die Regulationsvorgänge aus-
gewählter Mykotoxine (Trichothecene, Aflatoxin,
Ochratoxin A und Alternariol) (Tafel 2, Abb. 2)
gewonnen werden, mit dem Ziel zu neuen An-
sätzen zur Kontrolle und Vermeidung der My-
kotoxinbildung zu kommen und damit zu einer
Erhöhung der Lebensmittelsicherheit beizutra-
gen. In diesem Zusammenhang wurden im MRI
verschiedene molekulare Ansätze und Methoden
entwickelt, um den Einfluss von äußeren lebens-
mittelrelevanten Faktoren auf die Aktivierung der
Gene der Mykotoxinbiosynthese bzw. auf die
regulatorischen Gene untersuchen zu können.
Unter anderem wurde eine Microarray-Methode
(MycoChip) entwickelt (Tafel 3 und 4, Abb. 3) ent-
