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Genomfunktion und Genregulation in Archaea / SPP 1112

Genome Function and Gene Regulation in Archaea

16.09.2003

Programmbeschreibung / Programme Summary

Archaea sind Mikroorganismen, die trotz ihres bakterienähnlichen Zellaufbaus näher mit Eukaryonten als mit Bakterien verwandt sind. Die vollständigen Genomsequenzen von neun Archaea sind inzwischen bestimmt worden, und die Enschlüsselung weiterer archaealer Genome steht kurz vor dem Abschluss. Diese Arbeiten bilden die Voraussetzung zur Untersuchung der Genomfunktion, d.h. der Funktion der Gesamtheit der Gene dieser Archaea. Moderne Techniken zur systematischen Analyse des Transkriptoms und des Proteoms werden es im Schwerpunktprogramm erlauben, die Expression aller Gene gleichzeitig zu verfolgen und so Veränderungen des Transkript- oder Proteinmusters als Antwort auf veränderte Umweltbedingungen aufzuspüren. Die hierbei anfallenden immensen Datenmengen erfordern Methoden der Bioinformatik zur Bearbeitung, vergleichenden Auswertung und Neuverknüpfung. Für ein detailliertes Verständnis der Genregulation ist die molekulare Charakterisierung einzelner Regulationssysteme unerlässlich. Regulatorisch relevante Signale sind beispielsweise die Verfügbarkeit verschiedener Kohlenstoff- oder Stickstoffquellen, von Spurenelementen, von Sauerstoff, der Salzgehalt der Umgebung oder Stressbedingungen. Im Rahmen des Schwerpunktprogramms sollen daher bei halophilen, methanogenen und thermophilen Archaea anhand der Regulation ausgewählter Gengruppen die Vorgänge bei der Signalweiterleitung und der Reizantwort auf der molekularen Ebene untersucht werden.

Archaea are microorganisms that are closer related to eukaryotes in spite of their morphological similarity to bacteria. Complete genome sequences of nine archaea have been published, and many more projects are under way. Knowledge of the genome sequence is the prerequisite for functional genomic studies, which will be performed in this priority programme. Modern techniques will be used to study the transcriptome and/or the proteome of several archaea. This will allow to elucidate transcript level and protein level changes in response to altered environmental conditions on a whole cell level. Bioinformatics will be used to analyse and interprete the hugh amount of data generated using these approaches. For a detailed understanding of archaeal gene regulation thorough molecular analyses of several model gene groups is of vital importance. Gene expression is influenced by a variety of signals, e.g. the availability of various carbon or nitrogen sources, of trace elements or of oxygen, the salt concentration, or various stress conditions. Signal perception and transduction will be studied in the priority program using halophilic, methanogenic, and thermophilic Archaea.

Sprecher / Spokesperson:

Professor Dr. Jörg Soppa
Institut für Mikrobiologie am Biozentrum Niederursel der Universität Frankfurt
Marie-Curie-Straße 9 · 60439 Frankfurt
Tel.: (069) 798-29564 · Fax.: (069) 798-29564
E-Mail: soppa@em.uni-frankfurt.de