Bakterieller Gen-Transfer: Eine Untersuchung auf Einzelmolekül-Niveau

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Im Vordergrund des Projekts steht die Krafterzeugung durch molekulare Motoren und deren Steuerung in einer lebenden Zelle. Als Modellsystem soll das Bakterium Neisseria gonorrhoeae dienen. Diese Bakterien entwickeln Pili, molekulare 'Greifarme', die wie ein linearer Motor Kraft erzeugen und für die Fortbewegung, Virulenz und den horizontalen Gentransfer zuständig sind. Mithilfe von optischen Fallen sollen in Echtzeit die Kräfte bestimmt werden, die Pili erzeugen. Dabei werden verschiedne Mutanten verwendet, um quantitative Aussagen über Maximalkräfte, Kinetik und Thermodynamik des Pilus-vermittelten Krafthubs zu machen. Es wird vermutet, daß Pili dynamische Polymere sind, die bei der Verkürzung depolymerisieren. Um den Mechanismus der Krafterzeugung zu untersuchen wird vorgeschlagen, die Dynamik der Pili durch Fluoreszenzmikroskopie direkt zu verfolgen und somit das Modell einer molekularen Ratsche experimentell zu untermauern. Mittelfristig wird angestrebt, gen-technologische mit modernen optischen Methoden - also Mutation, Kraftmesung und Fluoreszenz - so zu kombinieren, daß man neben dem molekularen Mechanismus der Krafterzeugung auch dessen Steuerung durch chemische Netzwerke und Signalkaskaden studieren kann.