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Projekt
Koordinationsfonds
Antragstellerin
Professorin Dr. Ruth Anne Schmitz-Streit
Fachliche Zuordnung
Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
Förderung
Förderung seit 2017
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 378660098
Moderne Genomik- und Transkriptomik-Technologien in Verbindung mit genomweiten Ansätzen haben bei Prokaryonten eine unerwartete Genomkomplexität aufgedeckt. Neben Genen, die für größere Proteine und nicht-kodierende RNAs kodieren, haben globale Ansätze in den letzten Jahren in vielen prokaryontischen Genomen eine Fülle versteckter Gene entdeckt, die kurze offene Leseraster (sORFs) enthalten. Diese sORFs kodieren oft für Proteine mit einer Länge von weniger als 50 Aminosäuren und wurden in der Regel in automatisierten Genvorhersagen aufgrund zu strenger Annahmen übersehen. Darüber hinaus sind kleine Proteine experimentell häufig schwierig nachzuweisen. Bisher wurden nur wenige kleine Proteine hinsichtlich ihrer zellulären Funktion charakterisiert. Es zeigte sich jedoch, dass sie in verschiedenen zellulären Prozessen eine wichtige Rolle spielen und ein breites Funktionsspektrum aufweisen. Neue Technologien, die die globale Identifizierung kleiner Proteine genomweit ermöglichen - bioinformatische Vorhersagen, Peptidomik und Ribo-Sequenzierung - wurden im Rahmen der ersten Förderphase dieses SPPs als Plattformen etabliert und auf mehrere im SPPs untersuchten Mikroorganismen angewandt. Die Ergebnisse der einzelnen Projekte umfassen vor allem die Identifizierung und Verifizierung von kleinen Proteinen durch genomweite Durchmusterungen in den verschiedenen Modellorganismen, und anschließende erste Funktionsanalysen. Das Ziel der zweiten Förderphase konzentriert sich jetzt auf die detaillierte funktionelle Charakterisierung der identifizierten kleinen Proteine und ihrer Interaktionspartner, sowie auf die Untersuchung der zugrunde liegenden molekularen Regulations- und Wirkmechanismen. Damit sollen bisher übersehene prokaryotische Prinzipien bei der Regulation der Genexpression und der Assemblierung/Disassemblierung großer Komplexe aufgedeckt werden. Ein besonderer Fokus wird auf den molekularen Wirkmechanismen kleiner Proteine liegen, und parallel werden kontinuierlich die zentralen Methoden innerhalb der Z-Projekte weiterentwickelt, um die detaillierten Funktionsanalyse zu unterstützen (z.B. Analyse von Komplexen durch Größenausschlusschromatographie mit anschließender LC-MS/MS, Einbeziehung spezifischer Start-/Stop-Informationen in die Ribo-Seq-Analyse). Zusätzlich wird die Expertise in NMR-, FRET- und HDX-Analyse, und High-End-Imaging-Tools aus Einzelprojekten dem gesamten SPP zur Verfügung stehen. Auch die vergleichende Evaluation der genomweiten Ansätze ist geplant. Neu implementierte Methoden für die genomweite Identifizierung sind die cross-link-Proteomik und die Identifizierung und funktionelle Annotation kleiner Proteine im zellulären Kontext. Insgesamt sind wir überzeugt, dass wir durch den Nachweis repräsentativer neuer Funktionen und Mechanismen für kleine Proteine bisher unbekannte einzigartige und universelle Prinzipien bei der prokaryotischen Genregulation und dem Zusammenbau/Demontage großer Komplexe aufdecken werden.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
