Bioenergetik des prädatorischen Lebensstils von Bdellovibrio bacteriovorus

• Antragstellerin: Dr. Verena Hess
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen ; Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 295454676

Bdellovibrio bacteriovorus ist ein Gram-negatives Bakterium, welches sich durch einen predatorischen Lebensstil auszeichnet. Es kann an andere Gram-negative Bakterien anheften und in deren Periplasma eindringen, wobei ein so genannter Bdelloplast gebildet wird. Im Anschluss kommt es zur Vermehrung von B. bacteriovorus, gefolgt von der Lyse der Wirtszelle und dem Freisetzen einer kleinen Bdellovibrio-Population. Die molekularen Mechanismen, welche diesen Lebensstil ermöglichen, sind sehr komplex und die Erforschung der dabei ablaufenden Prozesse steht noch an ihrem Anfang. Neben dem reinen Verständnis der molekularen Mechanismen, welche die Prädation ermöglichen, ist auch eine mögliche medizinische Anwendung als Alternative zu Antibiotika in den Fokus der Forschung gerückt. Erste Untersuchungen zur Nutzung von B. bacteriovorus zur Bekämpfung von Bakterien wurden bereits durchgeführt, jedoch müssen die Wege, welche Befall und Lyse der Wirtszellen ermöglich, erst noch besser verstanden werden bevor eine kommerzielle Nutzung erfolgen kann. Einer von vielen interessanten und bislang unerforschten Aspekten der Prädation sind die bioenergetischen Vorgänge an der Cytoplasmamembran. Daher soll eine Analyse der dort stattfindenden molekularen (Transport-) Prozesse die Zielsetzung dieses Antrages sein. Eine vorläufige Analyse der Genomsequenz von B. bacteriovorus resultierte in der Identifizierung einiger membran-integraler Proteinkomplexe, welche Elektronentransfer, Ionentransport, pH-Homöostase, osmotische Adaptation, sowie chemiosmotische ATP-Synthese vermitteln könnten. Überraschenderweise zeigte eine genauere Untersuchung der Genomsequenz das Vorhandensein eines Na+-Bindemotivs in der c Untereinheit der ATP Synthase, welches die Nutzung von Na+ als Kopplungsion für die chemiosmotische ATP Synthese suggeriert. Sollte sich dieser Befund experimentell bestätigen, so wäre B. bacteriovorus der erste aerobe Prokaryot, für welchen eine Na+-basierte Bioenergetik nachgewiesen werden konnte. Ausgehend von dieser Besonderheit soll in diesem Projekt die Funktion ausgewählter Membrankomplexe, sowie deren Rolle bei der Prädation aufgeklärt werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeberin: Professorin Dr. Renee Elizabeth Sockett