Zirkadiane Steuerung des Zellstoffwechsels in Synechococcus sp. PCC 7942 am Beispiel von H2-Metabolismus, Respiration und Photosynthese

• Antragsteller: Dr. Oliver Schmitz
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5315978

Das vorliegende Projekt befaßt sich mit der zirkadianen Rhythmik im einzelligen Cyanobakterium Synechococcus sp. PCC 7942. Es soll untersucht werden, inwieweit sich eine zirkadian kontrollierte Genexpression auch auf Enzym- und Stoffwechselebene widerspiegelt. Anhand des H2-, Atmungs- und photosynthetischen Stoffwechsels wird der Phänotyp einer auf Genexpressionsebene arrhythmischen kaiC--Mutante im Vergleich zum Wildtyp charakterisiert. Der H2-Metabolismus in S. sp. PCC 7942 ist im wesentlichen durch die Aktivität der bidirektionalen Hydrogenase gekennzeichnet, deren Strukturgene auf zwei getrennten Genloci angeordnet sind. Die zirkadiane Abhängigkeit der Genexpression wird mit Hilfe des bakteriellen Luciferasesystems in vivo bestimmt und mit Enzymaktivitäten korreliert. Es ist zu zeigen, ob eine koordinative Expression der Hydrogenasegene vorliegt und durch welche zusätzlichen Faktoren Promotor- bzw. Enzymaktivitäten beeinflußt werden. Detaillierte Genexpressionsstudien im engen Kontext mit physiologisch ausgerichteten Experimenten werden voraussichtlich einen wesentlichen Beitrag zum besseren Verständnis der Funktion dieses Enzyms in Cyanobakterien liefern. Ein weiterer Schwerpunkt des Programms liegt im Studium des pleiotropen Phänotyps einer Mutante, in der das für eine Phytochrom-ähnliche Histidinkinase kodierende cikA-Gen ausgeschaltet ist. Die maßgebliche Rolle von cikA an der Steuerung der endogenen Uhr wurde kürzlich gezeigt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen