SFB 987:  Mikrobielle Diversität in der umweltabhängigen Signalantwort

• Fachliche Zuordnung: Biologie ; Medizin
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 192445154

• Erstellungsjahr: 2020

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Ziel des SFB war es, unser Wissen über die mechanistische Vielfalt zu erweitern durch welche Mikroorganismen intra- und extrazelluläre Signale wahrnehmen, verarbeiten und durch gezielte Anpassungsreaktionen darauf reagieren können. Während der zweiten Förderperiode des SFB konnten die PIs des Forschungsbereichs D mehrere wegweisende Beiträge zum grundlegenden Verständnis der metabolischen Anpassungen von Mikroorganismen als Reaktion auf Umweltveränderungen erarbeiten. Diese reichen von der eingehenden Klärung Zustands-spezifischer Stoffwechselwege bis hin zu deren Anpassung an zelluläre und Umweltstörungen. Dazu komplementär lieferten die PIs des Forschungsbereichs E detaillierte Einblicke in die Anpassungsmechanismen prokaryotischer und eukaryotischer Mikroorganismen an Umweltveränderungen durch Veränderung zellulärer Oberflächenstrukturen wie Polysaccharide, Flagellen und verschiedener Arten von Zellanhängen. Zusammenfassend haben die beiden Forschungsbereiche D und E des SFB während der zweiten Förderphase 127 Veröffentlichungen beigesteuert, von denen 25 von mindestens zwei PIs gemeinsam verfasst wurden. Alle wurden in international sichtbaren und peer-begutachtenden wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht. Darüber hinaus haben die Pis des SFB Übersichtsartikel zu einer Sonderausgabe der Zeitschrift Biological Chemistry verfasst, die sich mit den während der beiden Förderperioden untersuchten zentralen Forschungsthemen des SFB befasst. Der SFB war ein Leuchtturm des wissenschaftlichen Austauschs. Dies lässt sich am besten anhand seiner Seminarreihe veranschaulichen (71 Seminare während der beiden Förderperioden), in der 114 nationale und international renommierte Redner über aktuelle Erkenntnisse auf dem Gebiet der Mikrobiologie berichteten. Darüber hinaus organisierte der SFB drei internationale Konferenzen und drei themenorientierte Workshops. Zudem waren die PIs des SFB die Hauptorganisatoren des Jahrestreffens der Deutschen Gesellschaft für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) im Jahr 2015, für das rund 1.200 Teilnehmer nach Marburg kamen. Es wurden 80 Doktorarbeiten zu den allgemeinen Forschungsthemen des SFB mit einem absolut ausgewogenen Geschlechterverhältnis (50:50) erfolgreich abgeschlossen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• 2016. White collar 1-induced photolyase expression contributes to UV-tolerance of Ustilago maydis. Microbiologyopen 5:224–243
  Brych, Annika; Mascarenhas, Judita; Jaeger, Elaine; Charkiewicz, Elzbieta; Pokorny, Richard; Bölker, Michael; Doehlemann, Gunther & Batschauer, Alfred
  
• 2016. A minimal threshold of c-di-GMP is essential for fruiting body formation and sporulation in Myxococcus xanthus. PLoS Genet 12: e1006080
  Skotnicka, Dorota; Smaldone, Gregory T.; Petters, Tobias; Trampari, Eleftheria; Liang, Jennifer; Kaever, Volkhard; Malone, Jacob G.; Singer, Mitchell & Søgaard-Andersen, Lotte
  
• 2016. Cyclic di-GMP regulates multiple cellular functions in the symbiotic alphaproteobacterium Sinorhizobium meliloti. J Bacteriol 198:521–535
  Schäper, Simon; Krol, Elizaveta; Skotnicka, Dorota; Kaever, Volkhard; Hilker, Rolf; Søgaard-Andersen, Lotte & Becker, Anke
  
• 2016. Structural basis for the CsrA-dependent modulation of translation initiation by an ancient regulatory protein. Proc Natl Acad Sci U S A 113:10168–10173
  Altegoer, Florian; Rensing, Stefan A. & Bange, Gert
  
• 2017. Sinorhizobium meliloti YbeY is an endoribonuclease with unprecedented catalytic features, acting as silencing enzyme in riboregulation. Nucl Acids Res 45:1371-1391
  Saramago, Margarida; Peregrina, Alexandra; Robledo, Marta; Matos, Rute G.; Hilker, Rolf; Serrania, Javier; Becker, Anke; Arraiano, Cecilia M. & Jiménez-Zurdo, José I.
  
• 2017. AraC-like transcriptional activator CuxR binds c-di-GMP by a PilZ-like mechanism to regulate extracellular polysaccharide production. Proc Natl Acad Sci U S A 114:E4822-E4831
  Schäper, Simon; Steinchen, Wieland; Krol, Elizaveta; Altegoer, Florian; Skotnicka, Dorota; Søgaard-Andersen, Lotte; Bange, Gert & Becker, Anke
  
• 2017. Evolutionary conservation and in vitro reconstitution of microsporidian iron-sulfur cluster biosynthesis. Nat Commun 8:13932
  Freibert, Sven-A.; Goldberg, Alina V.; Hacker, Christian; Molik, Sabine; Dean, Paul; Williams, Tom A.; Nakjang, Sirintra; Long, Shaojun; Sendra, Kacper; Bill, Eckhard; Heinz, Eva; Hirt, Robert P.; Lucocq, John M; Embley, T. Martin & Lill, Roland
  
• 2017. Hyperactivity of the Arabidopsis cryptochrome (cry1) L407F mutant is caused by a structural alteration close to the cry1 ATP-binding site. J Biol Chem 292:12906–12920
  Orth, Christian; Niemann, Nils; Hennig, Lars; Essen, Lars-Oliver & Batschauer, Alfred
  
• 2017. Response of Methylocystis sp. strain SC2 to salt stress: physiology, global transcriptome, and amino acid profiles. Appl Environ Microbiol 83:e00866-17
  Han, Dongfei; Link, Hannes & Liesack, Werner
  
• 2017. Response of Methylocystis sp. strain SC2 to salt stress: Physiology, global transcriptome, and amino acid profiles. Appl Environ Microbiol 83:e00866-17
  Han, Dongfei; Link, Hannes & Liesack, Werner
  
• 2018. Replacing the ethylmalonyl-CoA pathway with the glyoxylate shunt provides metabolic flexibility in the central carbon metabolism of Methylobacterium extorquens AM1. ACS Synth Biol 7:86–97
  Schada von Borzyskowski, Lennart; Sonntag, Frank; Pöschel, Laura; Vorholt, Julia A.; Schrader, Jens; Erb, Tobias J. & Buchhaupt, Markus
  
• 2018. Fiberassociated spirochetes are major agents of hemicellulose degradation in the hindgut of wood-feeding higher termites. Proc Natl Acad Sci U S A 115: E11996-E12004
  Tokuda, Gaku; Mikaelyan, Aram; Fukui, Chiho; Matsuura, Yu; Watanabe, Hirofumi; Fujishima, Masahiro & Brune, Andreas
  
• 2018. Optimizing CRISPR/Cas9 for the diatom Phaeodactylum tricornutum. Front Plant Sci 9:740
  Stukenberg, Daniel; Zauner, Stefan; Dell’Aquila, Gianluca & Maier, Uwe G.
  
• 2018. Selective enrichment of slow-growing bacteria in a metabolism-wide CRISPRi library with a TIMER protein. ACS Synth Biol 7:2775–2782
  Beuter, Dominik; Gomes-Filho, José Vicente; Randau, Lennart; Díaz-Pascual, Francisco; Drescher, Knut & Link, Hannes
  
• 2018. Seven-transmembrane receptor protein RgsP and cell wall-binding protein RgsM promote unipolar growth in Rhizobiales. PLoS Genet 14:e1007594
  Schäper, Simon; Yau, Hamish C. L.; Krol, Elizaveta; Skotnicka, Dorota; Heimerl, Thomas; Gray, Joe; Kaever, Volkhard; Søgaard-Andersen, Lotte; Vollmer, Waldemar & Becker, Anke
  
• 2018. Structural and functional characterization of PA14/Flo5-like adhesins from Komagataella pastoris. Front Microbiol 9:2581
  Kock, Michael; Brückner, Stefan; Wozniak, Nina; Maestre-Reyna, Manuel; Veelders, Maik; Schlereth, Julia; Mösch, Hans-Ulrich & Essen, Lars-Oliver
  
• 2018. Structural and functional characterization of PA14/Flo5-like adhesins from Komagataella pastoris. Front Microbiol 9:2581
  Kock, Michael; Brückner, Stefan; Wozniak, Nina; Maestre-Reyna, Manuel; Veelders, Maik; Schlereth, Julia; Mösch, Hans-Ulrich & Essen, Lars-Oliver
  
• 2018. The multicatalytic compartment of propionyl-CoA synthase sequesters a toxic metabolite. Nat Chem Biol 14:1127–1132
  Bernhardsgrütter, Iria; Vögeli, Bastian; Wagner, Tristan; Peter, Dominik M.; Cortina, Niña Socorro; Kahnt, Jörg; Bange, Gert; Engilberge, Sylvain; Girard, Eric; Riobé, François; Maury, Olivier; Shima, Seigo; Zarzycki, Jan & Erb, Tobias J.
  
• 2019. A kiwellin disarms the metabolic activity of a secreted fungal virulence factor. Nature 565:650–653
  Han, Xiaowei; Altegoer, Florian; Steinchen, Wieland; Binnebesel, Lynn; Schuhmacher, Jan; Glatter, Timo; Giammarinaro, Pietro I.; Djamei, Armin; Rensing, Stefan A.; Reissmann, Stefanie; Kahmann, Regine & Bange, Gert
  
• 2019. Biosynthesis of the Stress-Protectant and Chemical Chaperon Ectoine: Biochemistry of the transaminase EctB. Front Microbiol 10:2811
  Richter, Alexandra A.; Mais, Christopher-Nils; Czech, Laura; Geyer, Kyra; Hoeppner, Astrid; Smits, Sander H. J.; Erb, Tobias J.; Bange, Gert & Bremer, Erhard
  
• 2019. Breakdown of Vibrio cholerae biofilm architecture induced by antibiotics disrupts community barrier function. Nat Microbiol 4:2136–2145
  Díaz-Pascual, Francisco; Hartmann, Raimo; Lempp, Martin; Vidakovic, Lucia; Song, Boya; Jeckel, Hannah; Thormann, Kai M.; Yildiz, Fitnat H.; Dunkel, Jörn; Link, Hannes; Nadell, Carey D. & Drescher, Knut
  
• 2019. Breakdown of Vibrio cholerae biofilm architecture induced by antibiotics disrupts community barrier function. Nat Microbiol 4:2136–2145
  Díaz-Pascual, Francisco; Hartmann, Raimo; Lempp, Martin; Vidakovic, Lucia; Song, Boya; Jeckel, Hannah; Thormann, Kai M.; Yildiz, Fitnat H.; Dunkel, Jörn; Link, Hannes; Nadell, Carey D. & Drescher, Knut
  
• 2019. Dynamic metabolic rewiring enables efficient acetyl coenzyme A assimilation in Paracoccus denitrificans. mBio 10:e00805-19
  Kremer, Katharina; van Teeseling, Muriel C. F.; Schada von Borzyskowski, Lennart; Bernhardsgrütter, Iria; van Spanning, Rob J. M.; Gates, Andrew J.; Remus-Emsermann, Mitja N. P.; Thanbichler, Martin & Erb, Tobias J.
  
• 2019. Exploiting substrate promiscuity of ectoine hydroxylase for regio- and stereoselective modification of homoectoine. Front Microbiol 10:2745
  Czech, Laura; Wilcken, Sarah; Czech, Oliver; Linne, Uwe; Brauner, Jarryd; Smits, Sander H. J.; Galinski, Erwin A. & Bremer, Erhard
  
• 2019. Illuminating the catalytic core of ectoine synthase through structural and biochemical analysis. Sci Rep 9:364
  Czech, Laura; Höppner, Astrid; Kobus, Stefanie; Seubert, Andreas; Riclea, Ramona; Dickschat, Jeroen S.; Heider, Johann; Smits, Sander H. J. & Bremer, Erhard
  
• 2019. Marine Proteobacteria metabolize glycolate via the β-hydroxyaspartate cycle. Nature 575:500–504
  Schada von Borzyskowski, Lennart; Severi, Francesca; Krüger, Karen; Hermann, Lucas; Gilardet, Alexandre; Sippel, Felix; Pommerenke, Bianca; Claus, Peter; Cortina, Niña Socorro; Glatter, Timo; Zauner, Stefan; Zarzycki, Jan; Fuchs, Bernhard M.; Bremer, Erhard; Maier, Uwe G.; Amann, Rudolf I. & Erb, Tobias J.
  
• 2019. Opsin 1 and opsin 2 of the corn smut fungus Ustilago maydis are green light-driven proton pumps. Front Microbiol 10:735
  Panzer, Sabine; Brych, Annika; Batschauer, Alfred & Terpitz, Ulrich
  
• 2019. Structure and interaction of the archaeal motility repression module ArnA-ArnB that regulates archaellum expression in Sulfolobus acidocaldarius. J. Biol. Chem. 294: 7460-7474
  Hoffmann, Lena; Anders, Katrin; Bischof, Lisa F.; Ye, Xing; Reimann, Julia; Khadouma, Sunia; Pham, Trong K.; van der Does, Chris; Wright, Phillip C.; Essen, Lars-Oliver & Albers, Sonja-Verena
  
• 2019. Systematic identification of metabolites controlling gene expression in E. coli. Nat Commun 10:4463
  Lempp, Martin; Farke, Niklas; Kuntz, Michelle; Freibert, Sven Andreas; Lill, Roland & Link, Hannes
  
• 2020 Metabolism of non-growing bacteria. Biol Chem.
  Lempp, Martin; Lubrano, Paul; Bange, Gert & Link, Hannes
  
• 2020. BacStalk: A comprehensive and interactive image analysis software tool for bacterial cell biology. Mol Microbiol 114:140–150
  Hartmann, Raimo; van Teeseling, Muriel C. F.; Thanbichler, Martin & Drescher, Knut
  
• 2020. CdbA is a DNA-binding protein and c-di-GMP receptor important for nucleoid organization and segregation in Myxococcus xanthus. Nat Commun 11:1791
  Skotnicka, Dorota; Steinchen, Wieland; Szadkowski, Dobromir; Cadby, Ian T.; Lovering, Andrew L.; Bange, Gert & Søgaard-Andersen, Lotte
  
• 2020. Cyclic di-GMP signaling in Bacillus subtilis is governed by direct interactions of diguanylate cyclases and cognate receptors. mBio 11: e03122-19
  Kunz, Sandra; Tribensky, Anke; Steinchen, Wieland; Oviedo-Bocanegra, Luis; Bedrunka, Patricia & Graumann, Peter L.
  
• 2020. Degradation of the microbial stress protectants and chemical chaperones ectoine and hydroxyectoine by a bacterial hydrolase-deacetylase complex. J Biol Chem 295:9087–9104
  Mais, Christopher-Nils; Hermann, Lucas; Altegoer, Florian; Seubert, Andreas; Richter, Alexandra A.; Wernersbach, Isa; Czech, Laura; Bremer, Erhard & Bange, Gert
  
• 2020. Functional reprogramming of Candida glabrata epithelial adhesins: the role of conserved and variable structural motifs in ligand binding. J Biol Chem. 295:12512-12524
  Hoffmann, Daniel; Diderrich, Rike; Reithofer, Viktoria; Friederichs, Sabrina; Kock, Michael; Essen, Lars-Oliver & Mösch, Hans-Ulrich
  
• 2020. Integrative and quantitative view of the CtrA regulatory network in a stalked budding bacterium. PLoS Genet 16: e1008724
  Leicht, Oliver; van Teeseling, Muriel C. F.; Panis, Gaël; Reif, Celine; Wendt, Heiko; Viollier, Patrick H. & Thanbichler, Martin
  
• 2020. Kin discrimination in social yeast is mediated by cell surface receptors of the Flo11 adhesin family. Elife 9:e55587
  Brückner, Stefan; Schubert, Rajib; Kraushaar, Timo; Hartmann, Raimo; Hoffmann, Daniel; Jelli, Eric; Drescher, Knut; Müller, Daniel J; Oliver Essen, Lars & Mösch, Hans-Ulrich
  
• 2020. Peroxisomal targeting of a protein phosphatase type 2C via mitochondrial transit. Nat Commun 11:2355
  Stehlik, Thorsten; Kremp, Marco; Kahnt, Jörg; Bölker, Michael & Freitag, Johannes
  
• 2020. Structural base for the transfer of GPI-anchored glycoproteins into fungal cell walls. Proc Natl Acad Sci U S A
  Vogt, Marian Samuel; Schmitz, Gesa Felicitas; Varón Silva, Daniel; Mösch, Hans-Ulrich & Essen, Lars-Oliver
  
• 2020. The architecture of the diaminobutyrate acetyltransferase active site provides mechanistic insight into the biosynthesis of the chemical chaperone ectoine. J Biol Chem 295:2822–2838
  Richter, Alexandra A.; Kobus, Stefanie; Czech, Laura; Hoeppner, Astrid; Zarzycki, Jan; Erb, Tobias J.; Lauterbach, Lukas; Dickschat, Jeroen S.; Bremer, Erhard & Smits, Sander H.J.