Archaeelle Biofilme: Zusammensetzung der extrazellulären polymeren Substanzen, Exopolysaccharid-synthese und -transport in Sulfolobus acidocaldarius

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Oliver Schmitz; Professorin Dr. Bettina Siebers; Dr. Jost Wingender
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 393406057

Biofilme stellen die häufigste Lebensform für die überwiegende Mehrheit der Mikroorganismen auf der Erde dar. Biofilme, die von Bakterien und eukaryotischen Mikroorganismen (Pilze, Algen) gebildet werden, und ihre extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) sind intensiv untersucht worden. Vertreter der Archaea als dritte Domäne der Lebewesen haben spezielle Beachtung gefunden aufgrund ihrer Anpassung an extreme Standorte. Dennoch existieren vergleichsweise wenige Informationen über Biofilme der Archaea. Im vorliegenden Projekt wird Sulfolobus acidocaldarius, ein thermophiler aerober Vertreter der Crenarchaeota verwendet, um die Biofilmbildung und Architektur, die Zusammensetzung der EPS, sowie die Biosynthese und den Transport von Exopolysacchariden (PS) als eine der Hauptkomponenten der EPS zu untersuchen. S. acidocaldarius erweist sich als geeigneter Modellorganismus, da seine Fähigkeit zur Biofilmbildung bereits gezeigt wurde, er leicht unter Laborbedingungen anzuzüchten und genetisch zugänglich ist. Im Genom von S. acidocaldarius wurde ein Gen-Cluster mit 11 Glycosyltransferasen und 8 Membranproteinen identifiziert und erste Experimente mit zwei Deletionsmutanten bestätigten die vorhergesagte Funktion der entsprechenden Proteine bei der Biosynthese und dem Transport der PS. Das Ziel des Projekts ist es, die aktuellen Techniken für Biofilm-Charakterisierung und EPS-Analyse mit einem molekulargenetischen-biochemischen Ansatz zu kombinieren, um die Synthese und den Transport der PS sowie die Veränderungen der EPS-Zusammensetzung als Reaktion auf Umweltbedingungen aufzuklären. Dieses Projekt wird neue Einblicke in die Bildung und Zusammensetzung von Biofilmen der Archaea sowie zu Extremozymen (GTs) von biotechnologischem Interesse geben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen