Genetische Mechanismen zur Bildung mehrschichtiger Filamente in Cyanobakterien

• Antragstellerin: Professorin Dr. Tal Dagan, seit 7/2016
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen ; Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 256949312

Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab genetische Mechanismen zu identifizieren, die an der morphologischen Vielfalt von Cyanobakterien beteiligt sind, sowie deren Evolutionsgeschichte zu studieren. Cyanobakterien bilden eine monophyletische Gruppe photosynthetisch aktiver Prokaryoten mit einer langen Entwicklungslinie. Heutige Cyanobakterien besiedeln erfolgreich die meisten Bereiche der Erde und besitzen verschiedenste geno- und phänotypische Charakteristiken. Ihre morphologische Diversifizierung umfasst sowohl einzellige Formen, die sich durch binäre Teilung vermehren, als auch mehrzellige Filamente, welche sich in mehreren Ebenen teilen und somit mehrschichtige Filamente und "echte" Verzweigungen bilden. Diese Vielfalt macht Cyanobakterien zu einer der vielseitigsten prokaryotischen Lebensformen. Der gemeinsame Vorfahre der heutigen Cyanobakterien war höchstwahrscheinlich einzellig, während mehrzellige und echt verzweigte Spezies erst später im Laufe der Evolution entstanden. Cyanobakterien wurden bereits umfassend in Bezug auf Photosynthese und Stickstofffixierung untersucht. Jedoch sind die Mechanismen zur Entstehung der mehrschichtigen und CC Morphologie immer noch unbekannt, da diese morphologisch komplexen Cyanobakterien bis dato noch nicht ausreichend untersucht wurden. Als Modellorganismen verwenden wir hier mehrschichtige und echt-verzweigte Cyanobakterien um die genetischen Mechanismen zu erforschen, die diesen Phänotypen zu Grunde liegen. Mit Hilfe der nun verfügbaren Genomsequenzen möchten wir weiter unserem Ziel zur Identifizierung der Proteine, die an der Mehrschichtigkeit und an der Ausbildung echter Verzweigungen der Cyanobakterien beteiligt sind folgen, sowie deren Verwandtschaft mit Bestandteilen des Cytoskelettes und des Zellteilungsapparates untersuchen. Vergleichende Genomstudien des gesamten Phylums ermöglichen es uns, die Entstehung dieser Mechanismen im Laufe der Evolution näher zu beleuchten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemalige Antragstellerin: Karina Stucken, Ph.D., bis 7/2016