Strukturelle und funktionelle Diversität alpha-Proteobakterieller Acidocalcisomen/Polyphosphat

• Antragsteller: Professor Dr. Dieter Jendrossek
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 327837089

In dem vorgeschlagenen Projekt sollen die strukturellen und funktionellen Unterschiede zwischen bakteriellen Acidocalcisomen (Polyphosphat-Einschlusskörper in einem durch vakuolar-Protonen Pyrophosphatase [V-H+-PPase, HppA]-getriebenen saurem, membran-umschlossenen Kompartiment) und den nicht von einer Membran umgebenen Polyphosphat-Granula von nicht Acidocalcisom-bildenden Bakterien erforscht werden. Wir postulieren, dass das Vorhandensein eines hppA Gens mit der Fähigkeit zur Bildung von Acidocalcisomen einhergeht (alle Genom-sequenzierten alpha-Proteobakterien haben mindestens ein hppA Gen und die Bildung von Acidocalcisomen ist in Rhodospirillum rubrum und Agrobacterium tumefaciens nachgewiesen worden). Wir werden Acidocalcisomen von Agrobacterium tumefaciens (mit Membranen) und von Caulobacter crescentus (mit postulierten von Membranen umgebenen Acidocalcisomen) isolieren, deren Elementzusammensetzung, die Acidocalcisom-assoziierten Proteine sowie die Lipidzusammensetzung der Acidocalcisomenmembran durch in vitro und in vivo Versuche bestimmen. Dadurch werden wir in der Lage sein, bakterielle Acidocalcisomen mit ihren pendants in eukaryotischen Einzellern (z.B. Trypanosomas cruzi) sowie mit membranfreien Polyphosphatgranula aus Bakterien zu vergleichen. Die Funktion bakterieller Acidocalcisomen soll in in A. tumefaciens bzw. C. crescentus durch eine Kombination von Wachstums- und life-imaging Versuchen sowie durch Phenotyp-Analysen von Wild-Typ und hergestellten Mutanten erforscht werden, bei denen das Schlüsselgen für die Bildung des sauren Acidocalcisom-Kompartiments (V-H+-PPase, hppA) und/oder das Schlüsselgen für die Polyphosphat-Synthese (ppk) deletiert ist. Dieses Projekt wird zum besseren Verständnis von bakteriellen Organellen beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen