Perception and transmission of light signals in purple bacteria

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Obwohl die Vorfahren der Purpurbakterien als erste Organismen Licht als Energiequelle nutzten, ist die Wahrnehmung und Verarbeitung von Lichtsignalen bei diesen Organismen bisher kaum untersucht. Licht beeinflußt die Menge an Photosynthesekomplexen in den fakultativ phototrophen Bakterien Rhodobacter capsulatus und R. sphaeroides. Es ist jedoch ungeklärt, wie das regulatorische Lichtsignal wahrgenommen und in der Zelle weitergeleitet wird, um letztendlich auf die Expression von Photosynthesegenen zu wirken. Unsere Vorarbeiten zeigen, daß selbst die beiden nahe verwandten Rhodobacter Spezies voneinander verschiedene Lichtantworten aufweisen, wobei in R. sphaeroides mindestens zwei unterscheidbare Lichtsignalketten existieren. Eine Repression von Photosynthesegenen bei semiaerobem Wachstum wird über eine am AppA Protein gebundene FAD Gruppe vermittelt, wobei AppA gleichzeitig Redoxsignale wahrnimmt. In dem vorgestellten Projekt sollen die Mechanismen der Signalwahrnehmung und -weiterleitung durch das AppA Protein vertiefend untersucht werden, und es sollen weitere Moleküle identifiziert werden, die als Rezeptoren für Lichtsignale in Rhodobacter fungieren. Dies wird auch einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Evolution von Photorezeptoren leisten. Längerfristig sollen die Signalketten aufgeklärt werden, die den Lichtreiz auf die Ebene der Genexpression übertragen.