Fettsäureunabhängige Anpassungen bakterieller Membranen an niedrige Temperaturen

• Antragsteller: Professor Dr. André Lipski
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 258101465

Eine der wichtigsten Anpassungen an niedrige Temperaturen bei Mikroorganismen ist die Regulation der Membranfluidität. Verschiedene publizierte Befunde sowie eigene vorläufige Daten weisen darauf hin, dass die Membranfluidiät bei Bakterien nicht ausschließlich durch Änderung der Fettsäurezusammensetzung reguliert wird, sondern dass weitere, noch nicht im Einzelnen untersuchte Mechanismen die Membranfluidität modifizieren können. In diesem Projekt soll die Beteiligung von Membrankomponenten wie Chinone, Hopanoide und Carotenoide an der Anpassung der Membranfluidität untersucht werden. Die folgende Hypothese soll im Rahmen dieses Projektes untersucht werden: Die Membranfluidität kann durch eine Erhöhung der Konzentration dieser Komponenten in der Membran reguliert werden. Für diese Untersuchung wurden vier Modellorganismen ausgewählt. Es handelt sich um Bakterienisolate aus verschiedenen Taxa, die aus kalten Habitaten isoliert worden sind. In Vorversuchen zeigten diese Isolate nur eine geringe Anpassung ihres Fettsäureprofils nach Wachstum bei niedrigen Temperaturen. Für diese Modellorganismen soll eine quantitative Analyse des Chinon-, Hopanoid- und Carotenoidgehalts durchgeführt werden. Begleitend soll die Membranfluidität gemessen werden. Die Ergebnisse werden den jeweiligen Inkubationstemperaturen gegenübergestellt. Supplementationsexperimente mit extern zugesetztem Chinon und Carotenoid sollen die Wirkung dieser Lipide auf die Membranfluidität sowie die regulierende Reaktion der Modellorganismen auf diese Auslenkung durch Analyse des Lipidprofiles belegen. Für die vier Isolate wird zusätzliche eine Untersuchung der Kälte-regulierten Genexpression durchgeführt. Die Kombination von Lipid- und Genexpressionsanalyse soll Informationen über adaptive Mechanismen geben, die zusätzlich oder auch alternativ zur Modifikation des Fettsäureprofils etabliert sind. Gleichzeitig werden erste Daten über die Regulation dieser adaptiven Antwort durch Identifikation der hochregulierten Gene der jeweiligen Lipidsynthesewege unter kalten Bedingungen gewonnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen