Schwamm-RNA kontrolliertes Quorum Sensing Verhalten bei Vibrio cholerae

• Antragsteller: Professor Dr. Kai Papenfort
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen ; Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie ; Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 285804960

Quorum Sensing (QS) ist der Prozess der Zell-Zell-Kommunikation zwischen Mikroben. Bei Vibrio cholerae, einem wichtigen menschlichen Pathogen und Modellorganismus für die Untersuchung mikrobiellen Kommunikationsmechanismen, ist QS für verschiedene kollektive Funktionen notwendig, einschließlich der Bildung von Biofilmen und der Expression von Virulenzgenen. Um QS-abhängiges Verhalten zu koordinieren, muss V. cholerae extrazelluläre chemische Signalmoleküle (sogenannte Autoinduktoren) erkennen, interpretieren und integrieren und diese Information in veränderte Genexpressionsmuster umwandeln. Zu diesem Zweck benutzt V. cholerae eine Reihe von Transkriptionsregulatoren und kleinen regulatorischen RNAs (sRNAs), welche zusammen ein komplexes Netzwerk darstellen und optimale QS-Leistung erlauben. Ziel dieses Projekts ist die Charakterisierung der QrrS RNA, ein neuer QS Regulator bei V. cholerae. QrrS gehört zu der noch wenig untersuchten Gruppe von Schwamm-RNAs, i.e. nichtkodierenden Regulatoren, die spezifisch die Wirkung einer anderen nichtkodierenden RNAs unterdrücken. Die mit diesem Antrag vorgelegten Daten zeigen, dass QrrS mit den Qrr1-4-sRNAs interagiert und dessen Funktion hemmt. Die Qrr1-4 sRNAs sind die zentralen Regulationskomponenten des QS-Signalwegs bei V. cholerae und wir konnten zeigen, dass V. cholerae Zellen denen qrrS fehlt, einen fehlerhafte QS Übergang aufweisen. Wir haben ebenfalls einen neuen Transkriptionsregulator (QrrT) identifiziert, der die qrrS Expression steuert und den wir im Kontext dieses Projekt untersuchen möchten. Die vorgeschlagene Forschung leistet einen wichtigen Beitrag zu einem verbesserten Verständnis des QS-Signalweg bei V. cholerae und QS-Netzwerkarchitekturen im Allgemeinen. Außerdem versprechen wir uns Erkenntnisse zur Funktion von Schwamm-RNAs in diesen Systemen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen