Identifizierung und Charakterisierung neuer sRNA/mRNA-Targets von CsrA in Bacillus subtilis

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Sabine Brantl
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 435337256

B. subtilis ist die bedeutendste nichtpathogene Gram-positive Modellspezies, die Proteine in großen Mengen ins Medium sezernieren kann und daher für die industrielle Produktion einer Reihe von Enzymen genutzt werden kann. Im Gegensatz zum Gram-negativen Modellorganismus E. coli wird B. subtilis natürlich kompetent und kann unter Stressbedingungen sporulieren, um extreme äußere Bedingungen zu überstehen. Darüber hinaus kann B. subtilis auf Grund seiner Verwandtschaft zu pathogenen Bacilli wie B. anthracis oder B. cereus als Modellorganismus für die Regulation von metabolischem und anderem Stress solcher pathogenen Bakterien verwendet werden. Während das RNA-Chaperon Hfq eine bedeutende Rolle für die Stabilität von sRNAs und für die Interaktion mit ihren Ziel-RNAs in Gram-negativen Bakterien spielt, wurde keine solche Rolle von Hfq für B. subtilis und die überwiegende Mehrzahl Gram-positiver Bakterien gefunden. Bis vor kurzem waren keine RNA-Chaperone bekannt, für die experimentell gezeigt wurde, dass sie die Wechselwirkung zwischen trans-kodierten sRNAs und ihren Ziel-RNAs in Bacillus subtilis beeinflussen. 2019 haben wir eine neue Funktion des weitverbreiteten RNA-Chaperons CsrA in B. subtilis entdeckt und in o.g. Hinsicht detailliert untersucht, und zwar die Förderung der Komplexbildung zwischen der trans-kodierten sRNA SR1 und ihrer Ziel-RNA, ahrC-mRNA. Wir vermuten, dass diese Funktion nicht auf das regulatorische System SR1/ahrC-mRNA begrenzt ist. Die zwei Hauptziele dieses Projektes sind 1) neue CsrA-abhängige Ziel-mRNAs von SR1 in B. subtilis zu identifizieren und die Rolle von CsrA in diesen Systemen aufzuklären und 2) einen globalen Ansatz zu verwenden, um alle CsrA-gebundenen RNAs in B. subtilis zu identifizieren.Die experimentelle Arbeit wird in folgende Teile (die auch parallel angegangen werden) unterteilt:1) Identifizierung neuer Ziel-mRNAs für SR1, die von CsrA abhängen, Aufklärung des Wirkungsmechanismus von CsrA an diesen mRNAs und Charakterisierung der Rolle von CsrA in diesen Systemen2) Untersuchung einer möglichen Rolle von CsrA für die mRNA-Funktion von SR13) Identifizierung aller RNA-Bindungspartner von B. subtilis-CsrA durch CLIP-Seq und Verifizierung der CsrA-Bindung an ausgewählte RNAs durch EMSA und DRaCALA.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen