Fish and Chips: the ciaRH regulatory network of Streptococcus pneumoniae

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Die Funktion bakterieller Zwei-Komponenten Signal-transduzierender Systeme (two component signal transducing systems, TCSTS) wird definiert durch die Signale, die über die Rezeptor-Histidin Proteinkinase detektiert, und die Gene, die von dem dazugehörigen Responseregulator in Abhängigkeit von dem Signal reguliert werden. Die in dem vorliegenden Antrag beschriebenen Projekte haben das Ziel, das Regulationsnetzwerk in das das TCSTS ciaR/ciaH in Streptococcus pneumoniae involviert ist, zu charakterisieren. Der Antrag basiert grundsätzlich auf zwei methodischen Ansätzen, die sich bei der Darstellung von Regulons ergänzen. DNA Targetfragmente, die spezifisch mit Responseregulatoren interagieren, können in einem "Solid Phase DNA Binding Assay" isoliert und über Hybridisierung gegen einen genomischen DNA Microarray identifiziert werden, um Aufschluß über potentiell regulierte Gene des entsprechenden Regulators zu erhalten; diese Methode wurde in meinem Labor am Beispiel des Responseregulators CiaR von S. pneumoniae entwickelt. Transkriptomanalysen, in dem die Expressionsmuster von Wildtyp und TCSTS Mutanten unter verschiedenen Bedingungen verglichen werden, erfassen auch indirekt regulierte Gene, d.h. das globale Regulon von TCSTS. Das TCSTS ciaH/ciaR, dem wir eine Schlüsselfunktion für die Integrität der Zellwand zuschreiben nimmt eine besondere Stellung ein. Es ist involviert in beta-Lactamresistenz, und seine Rolle bei der Regulation der genetischen Kompetenz ist beispielhaft für die Vernetzung mit anderen Regulationssystemen. Auf der Grundlage bisher erfolgter phänotypischer und genetischer Analysen des cia TCSTS soll dessen Funktion detailliert analysiert werden, wobei induzierende Bedingungen, crosstalk-Mechanismen, und die Gene, die für phänotypische Veränderungen wie Lyseverhalten und Kompetenzdefizienz verantwortlich sind, charakterisiert werden sollen.