Expressions- und Aktivierungskontrolle des T6SS4 Apparats in Yersinia pseudotuberculosis

• Antragstellerin: Dr. Anne-Sophie Herbrüggen
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 494589699

Das Typ 6 Sekretionssystem ist eine vielseitige Nano-Maschine, die von Bakterien genutzt wird um mit anderen Pro- und Eukaryoten in eng besiedelten Lebensräumen im Wettstreit um Platz und Nährstoffe mit anderen Organismen konkurrieren zu können. Es besteht aus 13 Kernkomponenten, die zu einer Grundplatte (base plate) zusammengebaut wird, auf die dann eine Hülse (sheath), Rohr (tube) und Stachel (spike) in eine Phagen-ähnliche Struktur montiert werden. Beim Kontrahieren der Hülse werden tube und spike, welcher mit Effektorproteinen bestückt ist, in den Gegner gefeuert. Die Effektoren haben eine toxische Wirkung für die gegnerischen Organismen, die zu Wachstumshemmung oder Zelltod führen können. Yersinia pseudotuberculosis (Y. pstb) kodiert für 4 unterschiedliche T6SS (T6SS1-4). Alle vier Cluster sind unter Standard Laborbedingungen weitestgehend reprimiert, was eine funktionelle Analyse des T6SS-Gebrauchs in Y. pstb erschwert. Kürzlich konnten wir zeigen, dass der einzigartige Regulator RovC oberhalb des T6SS4 an DNA binden kann und die Expression des Clusters anregen kann, was die Untersuchung dieses Clusters vereinfacht. Vorläufige Untersuchungen haben gezeigt, dass sowohl Expression als auch funktioneller Zusammenbau des T6SS4 molekularen Mechanismen unterliegt, die sich erheblich von T6SS-Modellorganismen V. cholerae und P. aeruginosa unterscheiden. Des Weiteren unterliegen Regulation und Feuern des T6SS4 vielschichtigen Kontrollmechanismen, die eine heterogene Expression des T6SS4 innerhalb einer genetisch identischen Population (phänotypische Heterogenität) sowie mehrere Stressantworten beinhalten. Um diesen neuen komplexen Regelkreis aufzuklären werden wir: • Regulatoren, die die rovC Expression kontrollieren, mit Hilfe von Reporter Fusionen in Transposon- und Genbank Sammlungen identifizieren und charakterisieren. • Den molekularen Mechanismus, der zur T6SS4 phänotypischen Heterogenität führt, aufklären und die Vorteile für Y. pstb durch cell sorting und nachfolgender Analyse der T6SS4ON und T6SS4OFF Population untersuchen (z.B. durch Mikroskopie oder RNA-Sequenzierung). • Die Post-translationalen Regulationskaskade, die den Zusammenbau und Abfeuern des T6SS4 in Y. pstb kontrolliert, aufklären. Dafür werden zunächst T6SS4 Komponenten, die post-translational verändert werden, durch Phos-tag® Analysen identifiziert, sowie Pull-down Experimente mit anschließender Massenspektrometrie durchgeführt um Bindepartner, die das T6SS4 post-translational modifizieren, zu identifizieren. Durch Versuche mit modifizierter Zellwand werden auslösende Mechanismen des Abfeuerns von T6SS4 Apparaten erforscht. Zusammengefasst werden wir wesentliche Mechanismen identifizieren, die die Expression, den funktionalen Zusammenbau und das Abfeuern eines T6SS4 in Y. pstb kontrollieren. Unsere Daten werden wichtige Informationen darüber offenlegen, wie und wann Y. pstb das T6SS4 nutzt, was Aufschluss über den Zweck von T6SS in Y. pstb geben wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen