Translationskoppelung durch Termination-Reinitiation an überlappenden Genen in Archaea und Bakteria.

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Soppa
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 387838868

In der ersten Förderperiode konnten wir zeigen, dass Translationskopplung via Termination-Reinitiation (TeRe) an überlappenden Genpaaren sowohl in dem Archaeon Haloferax volcanii als auch in dem Bakterium Escherichia coli hocheffizient ist. Der Einfluss des Shine Dalgarno Motivs auf die Effizienz von TeRe ist sehr variabel und genspezifisch. Eine hohe Effizienz von TeRe beruht auf der Überlappung von Genen oder auf extrem kurzen intergenen Abständen von weniger als 30 nt. In der zweiten Förderperiode werden wir gründliche Analysen der Sequenz- und Strukturmotive durchführen, die zu hoher TeRe-Effizienz führen, dabei wird auch Sättigungsmutagenese der entsprechenden Bereiche in H. volcanii und E. coli zum Einsatz kommen. Da es Anzeichen gibt, dass eine der Funktionen von TeRe die Effiziente Bildung heteromerer Proteinkomplexe sein könnte, werden wir quantitative Western Blot Analysen verwenden, um die absolute Effizienz für mehrere überlappende Genpaare von H. volcanii und E. coli zu bestimmen. Es wird ein in vitro Translationssystem eingesetzt werden, um herauszufinden, ob der molekulare Mechanismus von TeRe auf der 30S ribosomalen Untereinheit oder dem undissoziierten 70S Ribosom beruht. Außerdem wird die Expression von Genen auf bicistronischen Operons mit der Expression derselben Gene von monocistronischen Transkripten verglichen werden, um Anhaltspunkte dafür zu finden, ob es in H. volcanii eine co-translationale Bildung heteromerer Komplexe gibt. Alles in Allem wird das Projekt einen tiefen Einblick in den Mechanismus und die biologische Funktion von Translationskopplung via Termination-Reinititation in Archaea und Bakterian liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen