Molekulare und mechanistische Grundlage der räumlich-zeitlichen Organisation der polaren Flagellensynthese

• Antragsteller: Professor Dr. Gert Bange; Professor Dr. Kai Thormann
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 495924434

Sehr viele Bakterien sind durch Flagellen beweglich, was den entsprechenden Spezies einen großen Vorteil bei der Ausbreitung in ihrer Umgebung gibt. Bei Flagellen handelt es sich um Proteinfilamente, die durch hochentwickelte Nanomotoren in Rotation versetzt werden und den Zellen ermöglicht, sich gezielt entlang von chemischen Gradienten zu bewegen. Schon lange ist bekannt, dass Flagellenmuster und -zahl sich von Spezies zu Spezies unterscheiden. Dabei gibt es zwei grundsätzliche Flagellierungsmuster: ein oder mehrere Filament(e) befinden sich an einem oder beiden Zellpol(en), oder die Filamente haben laterale Positionen. In einer großen Zahl bakterieller Spezies wird die Zahl, das Lokalisierungsmuster und die Aktivität der Flagellen von zwei miteinander interagierenden Proteinen reguliert, der SRP-Typ-GTPase FlhF and der MinD-ähnlichen ATPase FlhG. Der Mechanismus beider Proteine bei der räumlich-zeitlichen Kontrolle der Flagellierung ist immer noch weitgehend unverstanden. In dem beantragten Projekt soll mit den sich ergänzenden Expertisen der beteiligten Arbeitsgruppen am sehr gut etablierten Modellorganismus weiter untersucht werden, wie FlhF und FlhG die unter Bakterien sehr weit verbreitete monopolare Flagellierung organisieren. Wir werden dazu untersuchen, wie FlhG die Flagellenassemblierung mit der Kontrolle der Transkription der entsprechenden Bauteile reguliert. Weiterhin werden wir charakterisieren, wie FlhF den entstehenden Komplex an die korrekte Position dirigiert und wie die räumlich-zeitliche Kontrolle der Interaktion beider Proteine koordiniert wird. Wir erwarten, dass im Rahmen des beantragten Projektes das erste komplette Modell der FlhF/FlhG-vermittelten Regulation etabliert werden kann. Dieses kann dann ausgeweitet werden, um die Regulation weiterer anderer Flagellierungsmuster zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen