Molecular mechanism of magneto-aerotaxis in bacteria

• Antragsteller: Professor Dr. Dirk Schüler
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 228478880

Magnetotaktische Bakterien orientieren sich mit Hilfe von intrazellulären Organellen, den Magnetosomen, schwimmend entlang magnetischer Feldlinien. Obwohl allgemein angenommen wird, dass die Magnetfeldwahrnehmung die Navigation der Bakterien zu den bevorzugten suboxischen Zonen innerhalb ihrer aquatischen Habitate erleichtert, möglicherweise im Zusammenspiel mit aerotaktischen Reaktionen, sind weder die physiologiosche Signifikanz noch die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen der Magnetotaxis bekannt. Im beantragten Projekt soll die Magneto-aerotaxis im Alphaproteobakterium Magnetospirillum gryphiswaldense untersucht werden, welches nach genomischen Vorhersagen über eines der komplexesten in Prokaryonten bekannten sensorischen Systeme verfügt. Dazu soll das Schwimmverhalten in Reaktion auf definierte magnetische und chemische Reize mit Hilfe von Videomikroskopie und verschiedenen Chemotaxis-Assays quantitativ analysiert werden. Nach Identifizierung genetischer Determinanten der Magneto-Aerotaxis werden diese funktionell charakterisiert. Ein besonderes Augenmerk gilt dabei der molekularen Steuerung und Zellbiologie der magnetischen Schwimmpolarität. Die geplanten Arbeiten werden zu einem grundlegenden Verständnis von magnetischen Navigationsmechanismen in Organismen sowie sensorischen Reaktionen in Bakterien beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen