Integrierte Untersuchung regulatorischer RNAs und ihrer interagierenden Proteine in Bakterienmodellen

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang R. Hess; Professor Dr. Björn Voß
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 530000184

Aktuelle genomweite Strategien und computergestützte Ansätze ermöglichten die Entdeckung einer unerwartet großen Zahl kleiner RNAs (sRNAs), ihrer Protein-Kofaktoren und kurzer offener Leserahmen (sORFs). Durch bahnbrechende Arbeiten, vor allem in gramnegativen Modellbakterien, konnten viele dieser neuen Genprodukte als wichtige Regulationsfaktoren charakterisiert und neue Regulationsmechanismen und -konzepte aufgeklärt werden. Die Physiologie, der Geninhalt und die Mechanismen zur Regulierung der Genexpression sind jedoch in anderen bakteriellen Gruppen extrem unterschiedlich. Daher müssen sRNA- und sORF-basierte Mechanismen in evolutionär weit entfernten Bakterien untersucht werden, die andere Lebensweisen und molekulare Mechanismen besitzen. IntRNAReg wird das pyogene und toxigene grampositive Bakterium Staphylococcus aureus und das photosynthetische Cyanobakterium Synechocystis 6803 verwenden. Wir werden RNA-Interaktomkarten erstellen und die Funktionen neu identifizierter sRNA-bindender Proteine und sORFs, die von sRNAs kodiert werden, charakterisieren. Integrative statistische und computergestützte Analysen werden Informationen über die besonderen regulatorischen und physiologischen Bedingungen liefern und zur Beantwortung mehrerer Fragen beitragen: Welche Gene werden durch mehrere sRNAs reguliert und dienen als regulatorische Knotenpunkte? Welche Wege verbinden Stress und Umweltveränderungen, Stoffwechselanpassung und Virulenzausprägung, die durch sRNAs integriert werden? Wie komplex sind die regulatorischen Vorgänge, die durch sRNAs und ihre interagierenden Proteine vermittelt werden? Tragen sRNAs, einschließlich sRNAs, die sORFs tragen, zum Populationsverhalten und zu Wirt-Pathogen-Interaktionen bei? Die Partner werden ihr komplementäres Fachwissen an der Schnittstelle von Bioinformatik und RNA-Biologie, molekularer Mikrobiologie und mikrobieller Systembiologie kombinieren, um die Funktionen von sRNAs und ihren Proteinpartnern im Zusammenhang mit der Virulenz und der Anpassung an Umweltveränderungen zu beschreiben und neue Wege für Therapien und die Biotechnologie zu eröffnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartnerin: Professorin Pascale Romby, Ph.D.