See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus (ETF)" projekt ETF9012
ETF9012 "Bakterite poomisvastuse uuringud kasutades biokeemia, fülogeneetilise analüüsi ja ühe molekuli mikroskoopia meetodeid (1.01.2012−31.12.2015)", Vasili Hauryliuk, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Tehnoloogiainstituut.
ETF9012
Bakterite poomisvastuse uuringud kasutades biokeemia, fülogeneetilise analüüsi ja ühe molekuli mikroskoopia meetodeid
Investigation of the bacterial stringent response by a combination of biochemical, phylogenetic and single molecule microscopy methodologies
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus (ETF)
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.1. BiokeemiaP310 Proteiinid, ensümoloogia1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt34,0
1. Bio- ja keskkonnateadused1.2. MikrobioloogiaB230 Mikrobioloogia, bakterioloogia, viroloogia, mükoloogia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt33,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. FüüsikaP200 Elektromagnetism, optika, akustika 1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)33,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.201214 400,00 EUR
01.01.2013−31.12.201314 400,00 EUR
01.01.2014−31.12.201414 400,00 EUR
01.01.2015−31.12.201514 400,00 EUR
57 600,00 EUR

Poomisvastus, mida vahendab RelA/SpoT homoloogsete valkude (RSH) poolt läbiviidav alarmooni ppGpp süntees, on bakterite üks põhilisemaid adaptatsioonimehhanisme. Käesolevas taotluses planeerime integreeritud uurimisprogrammi, milles kasutame biokeemia, fülogeneetilise analüüsi ja ühe molekuli mikroskoopia meetodeid. Biokeemiliste uuringute abil iseloomustame ppGpp-vahendatud tagasisidestusahelat, mis moduleerib poomisvastust, mõjutades otseslt RelA valgu aktiivsust. Selle nähtuse oleme oma laboris hiljuti avastanud. Fülogeneetilise analüüsi abil kaardistame konserveerunud positsioone RSH valkude alamperekondades, seega pakkudes välja funktsionaalselt tähtsaid regioone, mille olulisust tõestame eskperimentaalselt. Samuti selgitame RSH valkude evolutsioonilist ajalugu ning pakume välja RSH-vahendatud sigaalivõrgustike võimalikke komponente ning organisatsioonilisi printsiipe. Ühe molekuli mikroskoopia võimaldab mõõta üksikute RelA valkude (RSH perekonna liige) aktiivsust elusates Escherichia coli rakkudes, pakkudes välja mudeleid, mida testime biokeemiliste meetodite abil in vitro.
The stringent response is a core adaptation mechanism in bacteria, mediated via adjustments in ppGpp alarmone concentration mediated by RelA/SpoT Homologue (RSH) proteins. We propose a holistic approach for investigation of the stringent response by a combination of biochemical, phylogenetic and single molecule microscopy methodologies. Biochemical investigations will be directed at characterization of the ppGpp-mediated feed back loop, which modulates the stringent response by direct regulation of RelA activity – a regulatory phenomenon that was discovered in our laboratory recently. Phylogenetic and sequence analysis will map the sequence conservation patterns of RSH protein sub-families, generating experimentally testable hypotheses, as well as retracing the evolutionary history of RSH proteins and providing insights into the composition and organizational principles of RSH-mediated stringent response networks. Single molecule microscopy will allow observation of the individual RelA RSH protein activity in living E. coli cells, and resulting models of RelA mechanism will be biochemically validated in vitro.
Käesolev uurimisprojekt keskendus bakteri poomisvastuse uurimisele, kasutades kombinatsiooni biokeemia, fülogeneetilise analüüsi ja üksiku molekuli taseme mikroskoopiast. Uurisime Escherichia coli poomisvastuse valku RelA-d in vitro ja nägime, et tuntud allosteeriliste regulaatorite lisamisel – 70S ribosoom aminoatsüleerimata tRNA-ga ribosoomi A-saidis – aktiveerib seda ensüümi tema enda reaktsiooni lõpp-produkt, nukleotiidne signaalmolekul ppGpp (Shyp 2012 EMBO Reports). Hiljem dokumenteerisime sarnase efekti Enterococcus faecalis-e nn SAS (Small Alarmone Synthetase) ensüümide hulka kuuluva ühe domääniga RelQ puhul (Gaca 2015 JBac). Mikrobioloogiliste uuringutega kirjeldasime poomisvastuse rolli E. coli statsionaarsest kasvufaasist üleminekul eksponentsiaalsesse (Varik 2016 Scientific Reports). Meie ja teiste teadusgruppide tulemused paluti kokku võtta ülevaateartiklis bakteriaalse poomisvastuse evolutsioonist ja mehhanismidest (Hauryliuk 2015 Nature Reviews Microbiology). Lisaks poomisvastuse paremale mõistmisele on projekt edendanud ka mitmeid seonduvaid valdkondi: bakteri ja mitokondri valgusünteesi mehhanismid ja evolutsioon; antibiootikumide toimemehhanismid ja tolerantsus.