Zusammenspiel der Phagen phi29 und SPP1 mit der (p)ppGpp-Antwort von B. subtilis

• Antragsteller: Professor Dr. Gert Bange
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 464366151

Um sich erfolgreich zu replizieren, sind Phagen stark auf den Metabolismus ihrer bakteriellen Wirte angewiesen. Bakterien kontrollieren alle Aspekte ihres Stoffwechsels streng über die konservierte stringent response (SR), die auf den Second Messenger Nukleotiden (p)ppGpp beruht. Die (p)ppGpp-Nukleotide steuern im Wesentlichen alle Ebenen des bakteriellen Metabolismus, einschließlich des Nukleotid- und Aminosäuremetabolismus, der DNA-Replikation, der Transkription und der Translation. Enzyme der RelA/SpoT-Homologie (RSH) Familie sind für den Auf- und den Abbau der (p)ppGpp Nukleotide hauptsächlich verantwortlich. Daher sollte eine Strategie, die die produktive und ressourcenintensive Phagenreplikation ermöglicht, eine Neuprogrammierung des SR und damit der zellulären (p) ppGpp-Spiegel umfassen. Wir werden untersuchen, wie die Phagen phi29 und SPP1 den (p)ppGpp-Metabolismus ihres Wirts, des Gram-positiven Modellorganismus Bacillus subtilis, beeinflussen. Unsere vorläufige Arbeit zeigt, dass das RSH-Enzym Rel während einer Phageninfektion relevant ist, während die beiden anderen (p)ppGpp-Synthetasen RelP und RelQ dies nicht sind. Eine Phageninfektion löst auch die Produktion von Hydrolasen des Nudix-Typs aus, die an der Reduktion der zellulären (p)ppGpp-Pools während einer Phageninfektion beteiligt sein könnten. Schließlich enthalten Phagen auch ihre eigenen (p)ppGpp-Hydrolasen, die Gegenstand dieses Antrags sein werden. Zusammengenommen werden wir ein mechanistisches Bild davon liefern, wie Phagen die (p)ppGpp-Reaktion des Wirts beeinflussen, um so ihre erfolgreiche Reproduktion zu ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2330: Neue Konzepte der Virus-Wirt Interaktion in Prokaryoten – von Einzelzellen zu mikrobiellen Gemeinschaften
• Mitverantwortlich(e): Dr. Laura Czech