Regulation der Metallionenaufnahme durch TonB-abhängige Transporter der äußeren Membran des filamentösen Cyanobakteriums Anabaena sp. PCC 7120

• Antragsteller: Professor Dr. Enrico Schleiff
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 175147799

Wachstum und Funktion von den ökologisch und biotechnologisch bedeutenden Cyanobakterien sind abhängt von der Aufnahme von Metallen. Metalle wie Eisen spielen eine wichtige Rolle im Photosystem und beim Ausgleich von Stickstoffmangel. Gleichzeitig muss gerade die Aufnahme von Eisen hoch reguliert sein, denn einerseits ist Eisen in den natürlichen Umgebungen oft nicht hoch konzentriert, andererseits induzieren hohe Eisenkonzentration unter anderem oxidativen Stress. Um dieses Dilemma auszugleichen, existierenden in Cyanobakterien komplexe regulatorische und funktionelle Netzwerke zur Steuerung der Eisenaufnahme. In der filamentösen Anabaena sp. PCC 7120, einem etablierten Modellsystem zur Untersuchung der Plastidenevolution und der Stickstoffaufnahme, wurden 22 putative TonB-abhängige Transporter der äußeren Membran identifiziert, deren Expression unterschiedlich reguliert ist. Außerdem existieren vier Gene mit TonB Signaturen, wie auch drei exbD Gene und fünf Gencluster, die für Transportsysteme der Plasmamembran kodieren. Wir haben bereits erste Mechanismen der Eisenaufnahme etabliert, vor allem den Weg der Schizokinin abhängigen Eisenaufnahme. Ziel des beantragten Projektes ist es, das komplexe Netzwerk der Metallaufnahme und dessen Regulation zu verstehen und die Rolle der daran beteiligten Proteine der äußeren Membran auf molekularer Ebene zu beschreiben. Um dies zu erreichen werden wir die Funktion von TonB-abhängigen Transportern der äußeren Membran analysieren, und die funktionelle und regulatorische Vielfalt der TonB Proteine und der Exb Systeme beschreiben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen