Charakterisierung eines mutmaßlichen DNA-Reparaturmechanismus in Corynebacterium

• Antragsteller: Professor Dr. Marc Bramkamp
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 498531575

Die schnelle und effiziente Reparatur von DNA-Schäden ist für das Wachstum aller Zellen unerlässlich und um tödliche Mutationen zu verhindern. Aufgrund der universellen Bedeutung der DNA-Reparatur für alle Zellen werden viele Komponenten, wie RecA/Rad51, ubiquitär von Bakterien bis zum Menschen gefunden. Es haben sich verschiedene DNA Reparatursysteme entwickelt, die dazu dienen, unterschiedliche DNA-Schäden wie Basenläsionen, Strang-Crosslinks, DNA-Protein-Crosslinks oder Einzel- und Doppelstrangbrüche zu reparieren. Doppelstrangbrüche (DSB) sind, wenn sie nicht repariert werden, immer tödlich und daher ein ernstes Problem für jede Zelle. DSBs können auch während der DNA-Replikation auftreten, wenn Replikationsgabeln ungewollt stoppen. Daher kodieren Zellen effiziente Reparaturmechanismen, um diesen zytotoxischen Läsionen entgegenzuwirken. Bakterienzellen kodieren einen ausgeklügelten Reaktionsmechanismus auf DNA-Schäden, der als SOS-Reaktion bezeichnet wird. Das zelluläre Signal für die SOS-Induktion ist ein ungewöhnlich hoher Anteil an einzelsträngiger DNA. Wir haben ein LexA-reguliertes Operon namens DipABCD in Corynebacterium glutamicum identifiziert. Dip-Proteine interagieren mit dem polaren Gerüstprotein DivIVA und werden bei DNA-Stress hochreguliert, der durch Mitomycin C oder eingefügte DSBs durch Endonulceasen (I-SceI) induziert wird. Wir werden die Funktion der Dip-Proteine in C. glutamicum analysieren und ihre subzelluläre Dynamik entschlüsseln. C. glutamicum ist aufgrund seines ungewöhnlichen Setups von DNA-Reparatursystemen und des Fehlens eines nicht-homologen End-Joining (NHEJ)-Reparaturmechanismus ein besonders interessantes Modellsystem zur Untersuchung der DNA-Reparatur.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen