TY - THES A1 - Nai, Corrado T1 - Rock-inhabiting fungi studied with the aid of the model black fungus Knufia petricola A95 and other related strains N2 - Schwarze Hefen sind jüngst beschriebene Mikroorganismen und zählen zu den widerstandsfähigsten derzeitig bekannten Eukaryonten. Diese taxonomisch sehr unterschiedlichen, jedoch morphologisch undifferenzierten filamentösen Pilze teilen zwei Hauptcharakteristika, nämlich die Melanisierung der Zellwand und die kompakte, blumenkohlartige Koloniebildung, was den Organismen passive und konstitutive Extremotoleranz verleiht. Obwohl morphologisch meist ununterscheidbar, weisen Schwarze Hefen eine ausgeprägte phylogenetische und ökologische Diversität auf. Aufgrund ihrer Beständigkeit in widrigen ökologischen Nischen, sind solche Mikroorganismen sowohl ubiquitär in Wüsten und auf Gletschern als auch dauerhafte Ansiedler von Stein- und weiteren umgebungsexponierten Oberflächen sowie anthropogenen Umgebungen wie Salzwerken, Luftbefeuchtungsanlagen und Geschirrspülern, und sind daher in der gemäßigten Klimazone weltweit verbreitet. Einige Mitglieder dieser Gruppe sind verheerende opportunistische Pathogene von Wirbellosen oder Wirbeltieren, einschließlich Menschen; für weitere Mitglieder, weisen einige Beobachtungen auf eine symbiotische Lebensweise mit gleichzeitig auftretenden Mikroorganismen an extremen Standorten hin. Neben ihrem Interesse in der Grundlagenforschung, sind Schwarze Hefen wichtig für zahlreiche angewandte Bereiche wie z.B. in der Biotechnologie, Astrobiologie, Bioremediation und im Materialschutz. Trotz neuerlicher Fortschritte in der Untersuchung solche Pilze, sind viele biologische Fragestellungen zurzeit noch abzuklären, wie z.B. hinsichtlich der molekularen Mechanismen ihrer Stresstoleranz, ihrer Physiologie und Ernährungsweise, und ihrer spezifischen Wechselwirkungen mit vermeintlichen symbiontischen Partnern. Modellorganismen für pathogene und salztolerante Schwarze Hefen sind bereits beschrieben; allerdings war noch kein passendes Modell für stein- und materialbesiedelnde Pilze vorhanden. Diese Doktorarbeit führt den Stamm Knufia petricola A95 als geeigneten Modellorganismus zur Untersuchung gesteinsbesiedelnder Lebensweise ein. Unter dieser Zielsetzung, wurde der Stamm auf physiologischer und molekularbiologischer Ebene anhand phänotypischer Microarrays, Genomanalysen, Wachstumsexperimenten und weiterer Methoden beschrieben. Zellwand-Mutanten von K. petricola A95 wurden während dieser Studie isoliert und beschrieben und in die komparative Analyse des Einflusses von Melanisierung auf Physiologie und Stresstoleranz eingeschlossen. Ein direkter Vergleich mit der phylogenetisch sehr unterschiedlichen, jedoch ökologisch, biogeographisch und morphologisch höchst ähnlichen gesteinsbesiedelnden Spezies Coniosporium apollinis wurde durchgeführt. Anfängliche Betrachtungen der Interaktionen zwischen K. petricola A95 und dem photosynthetisch aktiven Cyanobakterium Nostoc punctiforme ATCC 29133 wurden vorgestellt, um einen geeigneten Modellbiofilm aus gesteinsbesiedelnden Mikroorganismen zu etablieren. Die hier vorgestellten Ergebnisse sind ein Beitrag, um die Ökophysiologie und Extremotoleranz von Schwarzen Hefen zu verstehen. N2 - Black fungi are recently described microorganisms and amongst the most stress-tolerant eukaryotes currently known. They are a taxonomically diverse, but morphologically similar group of filamentous fungi that share two distinct signature characteristics, i.e. melanisation of the cell wall and compact colony morphology, which confer them passive, constituent extremotolerance. Albeit morphologically undifferentiated, black fungi show extensive phylogenetic and ecological diversity. Due to their persistence in unfavourable niches, they are ubiquitous on deserts and in glaciers and are permanent settlers of rock and other atmosphere-exposed material surfaces as well as man-made environments like salterns, humidifiers and dishwashers, and thus widespread in temperate regions worldwide. Some members are devastating opportunistic pathogens of invertebrates or vertebrates, including humans; others show symbiotic potentials with co-occurring microorganisms in extreme ecosystems. Beside their interest for fundamental biology, black fungi are important for several applied applications, e.g. in biotechnology, astrobiology, bioremediation and material preservation. Despite recent advances in the study of these fungi, many biological questions remain to be clarified regarding the molecular mechanisms underlying persistence, their physiology and nutritional modes, and their specific interactions with putative symbiotic partners. Models for pathogenic and halotolerant black fungi are established; however, no model was yet available for rock- and material-inhabiting ones. This thesis introduces the strain Knufia petricola A95 as a suitable model to study rockinhabiting lifestyle. For this purpose, the strain was characterised at the physiological and molecular levels by phenotype microarrays, growth experiments and genome analyses as well as further methods. Cell- wall mutants of K. petricola A95 isolated during the course of this study were described and included in the comparative analysis to investigate effect of melanisation on physiology and stress tolerance. Direct comparisons were also performed between the model strain and the phylogenetically distant but ecologically, biogeographically and morphologically highly similar rock inhabitant Coniosporium apollinis. Preliminary observations of a model biofilm of K. petricola A95 and the photosynthetic cyanobacterium Nostoc punctiforme ATCC 29133 are introduced to study symbiotic interactions of rock-inhabiting microorganisms. Data presented here are a contribution to the understanding of ecophysiology and extremotolerance of rock-inhabiting black fungi. T3 - BAM Dissertationsreihe - 119 KW - Gesteinsbesiedelnde Pilze KW - Schwarze Hefen KW - Modellorganismen KW - Stammbeschreibung KW - Biolog Phenotype MicroArrays KW - Rock-Inhabiting Fungi (RIF) KW - Black Yeast-Like Fungi KW - Model Organisms KW - Strain Characterisation PY - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-398 SN - 978-3-9816380-8-0 SN - 1613-4249 VL - 119 SP - 1 EP - 179 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-39 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nai, Corrado A1 - Pannenbecker, Annette Cecilia A1 - Noack-Schönmann, Steffi A1 - Broughton, William J. A1 - Gorbushina, Anna T1 - Growth physiology of Sarcinomyces petricola A95, a model black fungus to study primary successions in terrestrial ecosystems and subaerial biofilms T2 - Annual Conference of the Association for General and Applied Microbiology (VAAM) CY - Karlsruhe, Germany DA - 2011-04-03 PY - 2011 N1 - Geburtsname von Noack-Schönmann, Steffi: Noack, S. - Birth name of Noack-Schönmann, Steffi: Noack, S. AN - OPUS4-23508 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nai, Corrado A1 - Gorbushina, Anna T1 - Physiological analysis and karyotyping of the two rock-inhabiting black yeasts Knufia petricola A95 and Coniosporium apollinis T2 - Fifth meeting of the ISHAM working groups on Black Yeasts and Chromoblastomycosis CY - Guangzhou, China DA - 2013-11-29 PY - 2013 AN - OPUS4-29787 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Nai, Corrado A1 - Wong, Helen A1 - Pannenbecker, A. A1 - Broughton, William J. A1 - Benoit, I. A1 - De Vries, R.P. A1 - Gueidan, C. A1 - Gorbushina, Anna T1 - Nutritional physiology of a rock-inhabiting, model microcolonial fungus from an ancestral lineage of the chaetothyriales (ascomycetes) N2 - Rock-inhabiting black fungi [also microcolonial or meristematic fungi (MCF)] are a phylogenetically diverse group of melanised ascomycetes with distinctive morphological features that confer extensive stress tolerance and permit survival in hostile environments. The MCF strain A95 Knufia petricola (syn. Sarcinomyces petricola) belongs to an ancestral lineage of the order Chaetothyriales (class Eurotiomycetes). K. petricola strain A95 is a rock-inhabiting MCF and its growth requirements were studied using the 96-well plate-based Biolog™ System under ~1070 different conditions (osmotic stress, pH growth optima, growth factor requirements and nutrient catabolism). A95 is an osmotolerant, oligotrophic MCF that grows best around pH 5. Remarkably, A95 shows metabolic activity in the absence of added nitrogen, phosphorus or sulphur. Correlations could be drawn between the known nutrient requirements of A95 and what probably is available in sub-aerial systems (rock and other material surfaces). Detailed knowledge of A95's metabolic requirements allowed formulation of a synthetic medium that supports strong fungal growth. KW - Knufia petricola (syn. Sarcinomyces petricola) KW - A95 KW - Chaetothyriales (Eurotiomycetes) KW - Microcolonial fungi KW - Melanised rock-inhabiting fungi KW - Biolog™ system KW - Physiological characterisation PY - 2013 U6 - https://doi.org/10.1016/j.fgb.2013.04.001 SN - 1087-1845 SN - 0147-5975 SN - 1096-0937 VL - 56 SP - 54 EP - 66 PB - Elsevier CY - Amsterdam [u.a.] AN - OPUS4-28865 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nai, Corrado A1 - Gorbushina, Anna T1 - Characterization of a Rock-Inhabiting Microcolonial (Black) Fungus with the Biolog T2 - Conference on Predicting Cell Metabolism and Phenotypes CY - San Francisco, CA, USA DA - 2013-03-04 PY - 2013 AN - OPUS4-28924 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nai, Corrado A1 - Broughton, William J. A1 - Gorbushina, Anna T1 - Physiological Characterisation of a Phylogenetic Ancestor of Pathogenic Ascomycetes: Adaptation of the Biolog TM system for Slow-Growing Melanised Fungi T2 - ISHAM 2012 CY - Berlin, Germany DA - 2012-06-11 PY - 2012 AN - OPUS4-28925 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nai, Corrado A1 - Wong, Helen A1 - Broughton, William J. A1 - Gorbushina, Anna T1 - Physiological Characterization and Synthetic Medium Development for a Model Rock-Inhabiting Black Fungus T2 - VAAM 2012 CY - Tübingen, Germany DA - 2012-03-18 PY - 2012 AN - OPUS4-28926 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Noack-Schönmann, Steffi A1 - Nai, Corrado A1 - Seiffert, Franz A1 - Gorbushina, Anna A1 - Milke, Ralf T1 - Microcolonial fungi: suspended life on the air-rock interface T2 - Mikrobiologie-Konferenz "How dead is dead III" CY - Berlin, Germany DA - 2013-06-06 PY - 2013 AN - OPUS4-30798 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -