Prof. Dr. Regine Kahmann

Forschungsschwerpunkte: Molekulare Phytopathologie, Pflanzen-Pilz-Interaktionen, pflanzenpathogene Pilze, Maisbeulenbrandpilz Ustilago maydis
Regine Kahmann hat auf dem Gebiet der Genetik und Virologie bedeutende Beiträge zur Rekombination in prokaryotischen Organismen geleistet und intensiv die molekularen Grundlagen für sequenzspezifische Rekombination im Genom des Bakteriophagen Mu erforscht. Ihr aktueller Forschungsschwerpunkt ist die Wechselbeziehung zwischen Wirtspflanzen und parasitären Pilzen – insbesondere jene zwischen der Kulturpflanze Mais und dem Pilz Ustilago maydis. Über die Genomsequenz dieses Pilzes gelang die Identifizierung einer Gruppe von mehreren Hundert sekretierten Effektorproteinen, die ausschließlich während der Kolonisierung der Wirtspflanzen benötigt werden. Regine Kahmann erforscht die Funktionsaufklärung dieser neuartigen Moleküle.
Regine Kahmann hat in den ersten 20 Jahren ihrer wissenschaftlichen Karriere auf dem Gebiet der Genetik und Virologie geforscht. Der Bakteriophage Mu, der eine ganze Reihe von Bakterienspezies befällt, spielte dabei eine zentrale Rolle. Regine Kahmann konnte bis dahin unbekannte molekulare Grundlagen und Mechanismen zur spezifischen Rekombination in diesem System aufklären. Es gelang ihr, die Funktionsweise aller Komponenten eines genetischen Schalters zu entschlüsseln, der im Mu Genom für sequenzspezifische DNA-Rekombination sorgt und für den Wirtswechsel des Mu Phagen verantwortlich ist. Die Aufklärung dieses Mechanismus gilt international als wissenschaftliche Meisterleistung.
Im weiteren Verlauf ihrer wissenschaftlichen Karriere widmete sich Regine Kahmann unter anderem der Zellbiologie und Pathologie eines parasitären Pilzes, des Maisbeulenbrand-Pilzes Ustilago maydis, der auf Maispflanzen Tumoren hervorrufen kann. Sie konnte Modelle entwickeln, wie der Pilz seine Wirtspflanzen befällt, und aufklären, welche molekularen Mechanismen dabei zwischen Pflanze und Pilz eine Rolle spielen – also wie der Krankheitserreger es schafft, in der Maispflanze zu wachsen.
Unter Kahmanns Federführung konnte die Genomsequenz von Ustilago maydis entschlüsselt werden. Auffällig war bei den Auswertungen, dass die Gene einer großen Zahl gänzlich neuartiger, vom Pilz ausgeschütteter Proteine auf den Chromosomen in Gruppen angeordnet sind, so genannten Genclustern. Diese Proteine steuern den Befall der Maispflanze durch den Schädling. Durch Vergleich zu Gensequenzen verwandter Brandpilze konnten Kahmann und ihr Team zeigen, dass diese neuartigen Moleküle zwar konserviert sind, aber unter hohem Evolutionsdruck stehen.
Mit Hilfe neuer Technologien gelang Regine Kahmann und ihrem Team die Aufklärung grundlegender Mechanismen der Pathogen-Wirt-Interaktion: So konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigen, dass Ustilago maydis mehrere meist völlig neue Effektorproteine sezerniert, die die Immunantwort der Wirtspflanze unterdrücken und deren Metabolismus zu Gunsten des Pilzes umprogrammieren. Das Team um Kahmann wandte dabei auch die CRISPR-Cas9-Technologie an, um gleichzeitig und gezielt mehrere Genfamilien des Pilzes zu adressieren. Kahmanns Arbeitsgruppe identifizierte auch Effektorgene, die zur Virulenz des Pilzes beitragen. Die neueren Forschungsergebnisse von Kahmanns Team, in denen sie einen pilzlichen Proteinkomplex identifiziert haben, über den der vermutlich Effektorproteine vom Pilz in die Pflanzenzelle gelangen, eröffnen die Chance, innerhalb dieser Pathogen-Wirt-Interaktion interessante Targets für die Bekämpfung des Pilzes zu identifizieren.