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Projekt
CRISPR-Cas Systeme in Haloarchaea: Zusätzliche Funktionen, die nicht zur Verteidigung dienen
Antragstellerin
Professorin Dr. Anita Marchfelder
Fachliche Zuordnung
Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
Förderung
Förderung seit 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405879950
Seit seiner Entdeckung als prokaryotisches Immunsystem vor mehr als zehn Jahren zeigen immer mehr Daten, dass das CRISPR-Cas-System bzw. seine Komponenten über die Abwehrfunktion hinaus zusätzliche zelluläre Funktionen haben. Diese zusätzlichen Funktionen umfassen die Regulation verschiedener Prozesse wie Virulenz, Stresstoleranz, Gruppenverhalten und Genexpression sowie Rollen in der DNA-Reparatur und Einflüsse auf Ökologie und Evolution. In der vergangenen Förderperiode haben wir Funktionen des CRISPR-Cas Systems, die nichts mit Verteidigung zu tun haben, in dem halophilen Archaeon Haloferax volcanii untersucht. Wir konnten zeigen, dass CRISPR-Cas an der Reifung und Funktion der kleinen RNA s479 beteiligt ist, die die Expression eines endogenen Gens reguliert. Außerdem haben wir Daten gesammelt, die eine Beteiligung von Cas1 an der Reparatur von DNA Schäden durch oxidativen Stress nahelegen. Wir haben auch mit der Analyse einer kürzlich identifizierten CRISPR-Cas-Variante begonnen, dem HRAMP-System (haloarchaeal repeat associated mysterious protein). Weiterhin hat die Untersuchung der durch Self-Targeting induzierten Genomspaltung ergeben, dass DNA-Fragmente aus dem gesamten Genom generiert werden und als neue Spacer in die CRISPR-Arrays eingebaut werden.In der nächsten Förderperiode wollen wir die mögliche Rolle von CRISPR-Cas in der endogenen Genregulation weiter untersuchen. Ko-Aufreinigungsexperimente mit Cascade-Proteinen werden zeigen, ob mRNAs und crRNA-ähnliche sRNAs gebunden werden und ob Cascade zusammen mit crRNAs und sRNAs in der endogenen Genregulation aktiv ist. Wir werden den molekularen Mechanismus der Interaktion von s479 mit Cascade und ihrer Ziel-mRNA im Detail untersuchen.Außerdem wollen wir unsere Studien über die Interaktion zwischen dem CRISPR-Cas-System und den zellulären Reparaturwegen fortsetzen. Dazu werden wir die Funktion von Cas1 in der DNA-Reparatur genauer untersuchen und direkte Interaktionspartner identifizieren. Darüber hinaus werden wir untersuchen, wie durch Self-Targeting induzierte Spaltungen repariert werden und ob CRISPR-Cas-Komponenten an den Reparaturreaktionen beteiligt sind. Die Beteiligung von DNA-Reparatur- und Rekombinations-Enzymen an Interferenz- und Adaptations-Reaktionen sollen ebenfalls analysiert werden.Als drittes Ziel werden wir die nicht-kanonische CRISPR-Cas Variante HRAMP untersuchen. Wir wollen feststellen, ob die HRAMP-Proteine einen Komplex bilden und ob dieser Komplex DNA oder RNA bindet. Außerdem wollen wir die Ziele dieses Systems identifizieren.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
