FOR 1805:  Einfluss der Ribosomendynamik auf Regulation der Geschwindigkeit und Genauigkeit der Translation

• Fachliche Zuordnung: Biologie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 207100805

Die Translation der genetischen Information ist ein entscheidender biologischer Prozess. Ziel dieser Forschergruppe ist es, die dynamischen Aspekte der Ribosomenfunktion auf verschiedenen Ebenen mithilfe von molekularen bis zu umfassenden stochastischen Analysen aufzudecken. Prokaryotische und eukaryotische Systeme werden als Untersuchungsobjekte benutzt, wodurch wertvolle Einblicke in die allgemeinen Prinzipien und speziellen Eigenschaften translationaler Dynamik und Regulation zwischen den Arten ermöglicht werden. Es wird eine Kombination interdisziplinärer Ansätze angewendet, einschließlich hochauflösender Strukturanalysen (Einzel- und Multipartikel-Cryo-Elektronenmikroskopie und Röntgenkristallstrukturanalyse), biophysikalischer (Kinetik, molekulare Dynamik, stochastische Modellierung) und biochemischer (quantitative Massenspektrometrie und neuartige Sequenzierungsansätze) Methoden. Das Forscherteam bündelt die wissenschaftliche Expertise in Deutschland auf den Gebieten der Ribosomenfunktion und Proteintranslation, um folgende molekulare Details aufzudecken: (1) die Rolle verschiedenster Translationsfaktoren auf die metastabile Energielandschaft der translatierenden Ribosomen, (2) die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Translation von Einzelcodons und ganzen Genen, (3) den Einfluss von externen Faktoren (Antibiotika, Umweltstressbedingungen) auf das Translationsverhalten und die Translationsprozessivität und (4) die Verbindung zwischen Translation und Proteinassemblierung und -funktion. Wir glauben, dass perspektivisch gesehen die Vereinigung der Forschungsaktivitäten mit dem Fokus auf das Ribosom, einer entscheidenden molekularen Maschine jeder Zelle, beispiellose Einblicke in die Funktion der Ribosomen und Dynamik der Translation ermöglichen wird, um schlussendlich eine umfassende Sicht auf die molekulare Choreografie der von Ribosomen angeleiteten Prozesse zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Aufklärung der Mechanismen der unnatürlichen Proteintranslation mit erweitertem genetischen Code und orthogonalen Translationspaaren (Antragsteller Budisa, Nediljko ;  Vaiana, Andrea C. )
• Dynamik der Translation unter normalen Bedingungen und oxidativem Stress (Antragstellerin Ignatova, Zoya )
• Dynamisches Zusammenspiel zwischen Chloramphenicol/Linezolid und dem translatierenden Ribosom (Antragsteller Wilson, Daniel Nicodemus )
• Koordination der Translation mit der Assemblierung von Proteinkomplexen (Antragsteller Kramer, Günter )
• Regulationsmechanismen der Translationsgeschwindigkeit und Genauigkeit (Antragstellerinnen / Antragsteller Rodnina, Marina V. ;  Wohlgemuth, Ingo )
• Stochastic modelling of protein synthesis by ribosomes (Antragsteller Lipowsky, Reinhard )
• Strukturanalyse von Ribosomen-SelB Komplexen und Ribosomen mit naszierenden Proteinketten Intermediaten mit Kryo-Elektronenmikroskopie und Molekulardynamik Simulationen (Antragsteller Grubmüller, Helmut ;  Stark, Holger )
• Strukturelle Basis kanonischer und nicht-kanonischer Translationstermination und Ribosomenrecycling durch eRF1/eRF3 und ABCE1 (Antragsteller Beckmann, Roland )
• Translationale GTPasen und das Energieprofil des 70S Ribosoms (Antragsteller Spahn, Christian M. T. )
• Zentralprojekt (Coordination on the research Unit 1805) (Antragstellerin Ignatova, Zoya )

• Sprecherin: Professorin Dr. Zoya Ignatova