Untersuchung der Funktion von SMC Proteinen bei der Chromosomensegregation und DNA Reparatur

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Graumann
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 37966452

• Erstellungsjahr: 2012

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die wichtigsten wissenschaftlichen Fortschritte: DNA Gyrase ist ein wichtiger Teil der DNA Reparaturzentren in Bakterien, und interagiert mit RecN und RecR, die miteinander interagieren. Auch RecR ist Teil der Reparaturzentren und akkumuliert dort parallel mit RecO, mit dem es wie früher gezeigt interagiert, und RecA bei der Bindung an ssDNA unterstützt. SbcE ist ein neues Mitglied der SMC Protein Familie, und übt eine „back up“ Funktion von RecN und SbcC aus, die ebenfalls SMC-ähnliche Proteine sind. B. subtilis besitzt demnach 4 verschiedene Präsynaptische Wege zur Beladung von ssDNA durch RecA. HlpB ist eine essentielle einzeln-stehende HNH Domäne, die toxische Intermediate bei der Resektion von ssDNA an DSBs entfernt. RecJ weist eine neuartiges Lokalisationsmuster für ein DNA Reparaturenzym auf. Die Exonuklease ist mit der Replikationsmaschinerie assoziiert, und wird von dort entlassen, wenn zusätzliche DNA Schäden induziert werden. In diesem Fall akkumuliert das Enzym zusammen mit seinen assoziierten Helikasen RecQ und RecS auf vielen Stellen im Chromosom, wo es Endresektion an DSBs durchführt. Die Visualisierung und biochemische/genetische Charakterisierung von Rekombinationsproteinen zeigt also eine erstaunliche Vielfalt von präsynaptischen Wegen auf, und eine hochgradige räumliche Organisation. Reparaturproteine werden in temporal definierter Weise in Reparaturzentren rekrutiert, von denen wir vermuten, dass dort mehrere DSBs parallel repariert werden. Die spannende zu klärende Frage ist, ob tatsächlich Brüche in das Reparaturzentrum transloziert werden, und wenn ja auf welche Weise diese DNA Translokation erfolgt.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• (2009). Evidence for different pathways during horizontal gene transfer in competent Bacillus subtilis cells. PLOS Genetics 5:e1000630
  Kidane, D., B. Carrasco, C. Manfredi, K. Rothmaier, C. Cañas, S. Ayora, S. Tadesse, J. C. Alonso and P. L. Graumann
  
• (2010). A novel SMC-like protein, SbcC2 (YhaN), is involved in DNA double strand break repair and competence in Bacillus subtilis. Nucleic Acids Res. 38, 455-466
  Krishnamurthy, M., S. Tadesse and P. L Graumann