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Projekt
Kleine Proteine im Soja-Symbionten Bradyrhizobium japonicum
Antragstellerin
Professorin Dr. Elena Evguenieva-Hackenberg
Fachliche Zuordnung
Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
Förderung
Förderung von 2017 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 379644238
Kleine Proteine im Soja-Symbionten Bradyrhizobium japonicumBisher sind Gene für µ-Proteine ausgeschlossen von einer Annotation geblieben. In diesem Projekt soll das Repertoire kleiner Proteine im bakteriellen Soja-Symbionten Bradyrhizobium japonicum aufgedeckt und der Wirkungsmechanismus des µ-Proteins RreB mit einer Rolle im Wachstum auf Oberfläche analysieren werden. Langfristig soll die Funktion mehrerer kleiner Proteine in diesem wichtigen Modellorganismus untersucht werden.Unsere Vorarbeiten haben das konservierte µ-Protein RreB (14 aa) identifiziert, dessen Überexpression keine Auswirkung auf Flüssigkulturen hat, aber zur Heterogenität von Koloniegröße führt. Weitere Vorarbeiten führten zur Annotation von mehr als 500 sORFs einer Länge zwischen 30 and 50 Codons im Genom von B. japonicum USDA 110, von denen nur 3 durch frühere Proteomanalysen bestätigt wurden. Zusätzlich haben wir die Translation von einer sORF (45 codons) experimentell bestätigt, die im hochtranskribierten rrn Operon liegt. Insgesamt zeigen unsere Vorarbeiten die Notwendigkeit einer globalen experimentellen Detektion von µ-Proteinen und einer funktionellen Untersuchung solcher Proteine in B. japonicum.Um die Wirkungsmechanismen des µ-Proteins RreB besser verstehen zu können, planen wir seine subzelluläre Lokalisation zu untersuchen und seine Interaktionspartner zu identifizieren. Um aufzudecken, wie eine RreB-Überproduktion das Wachstum auf Oberfläche beeinflusst, wird zunächst untersucht, ob Kolonien unterschiedlicher Größe Unterschiede in der Lange der Lag-Phase oder in der Vermehrungsgeschwindigkeit aufweisen. Nachfolgend werden Gene identifiziert, die bei Oberflächenkontakt oder Wachstum auf Oberfläche Expressionsveränderungen zeigen und mit rreB interagieren. Schließlich werden wir testen, ob RreB wichtig ist fürs Überleben auf Oberflächen, im Boden und/oder für Symbiose mit der Sojapflanze. Die globale Detektion von µ-Proteinen in B. japonicum wird mit zwei komplementären Methoden durchgeführt, Peptidomics (Z1-Projekt) und Ribo-seq (Z2-Projekt). Wir werden Flüssigkulturen untersuchen, mit und ohne Zugabe eines Flavonoids, das Symbiose-relevante Gene induziert. Die Ergebnisse werden experimentelle Beweise für die Translation sowohl von uns bereits annotierter sORFs als auch nicht-annotierter sORFs kleiner als 30 Codons liefern. Langfristig streben wir die funktionelle Analyse einiger neuer µ-Proteine und des oben genannten µ-Proteins mit sORF im rrn Operon. Die erwarteten Ergebnisse werden einen neuen, µ-Protein basierten Mechanismus für bakterielles Wachstum auf Oberfläche entschlüsseln und möglicherweise wichtige Erkenntnisse zu Symbiose zwischen Leguminosen und Rhizobien liefern. Zusätzlich wird die Aufdeckung des µ-Proteoms von B. japonicum USDA 110 eine der letzten Lücken in der Genomannotation dieses Modellorganismus schließen und entscheidend zur besseren Genomannotation verwandter, symbiotischer und freilebender Alphaproteobakterien, beitragen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
