Das Transkriptionsnetzwerk der sigma S-vermittelten generellen Streßantwort in Escherichia coli: Promotorstrukturen, Netzwerkarchitektur und Verbindungen zu anderen globalen Netzwerken

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Die Sigma-S- oder RpoS-Untereinheit der RNA-Polymerase ist der Masterregulator an der Spitze eines komplexen hierarchisch gegliederten Transkriptions-Netzwerkes in E.coli, das der Bewältigung vielfältiger Streßbedingungen dient. Im vorliegenden Projekt sollen der Umfang dieses Transkriptionsnetzwerkes, seine informationsverarbeitende "Binnenstruktur" und seine Verknüpfung mit dem ebenfalls global agierenden cAMP-CRP-Netzwerk, sowie die molekulare und physiologische Funktion wichtiger Module und signalverarbeitender und regulatorischer Komponenten aufgeklärt werden. Dazu gehören u.a. (i) die Klärung der Frage, worauf die Sigma-S-Selektivität von Promotoren molekular beruht, (ii) die Identifizierung aller Sigma-S-abhängigen Gene einschließlich ihrer Zuordnung zu spezifisch regulierten Modulen innerhalb des Sigma-S-Netzwerkes, (iii) die Identifizierung und Charakterisierung der Modul-Regulatoren, (iv) die detaillierte molekulare Charakterisierung eines Quorum-Sensing-Moduls innerhalb des Sigma-S-Netzwerks, sowie (v) die Klärung der sowohl positiven wie negativen, direkten wie indirekten Kontrolle der rpoS-Transkription durch cAMP-CRP, und dabei auch die Suche nach einem globalen selbst cAMP-CRP-kontrollierten Regulator, der als Gegenspieler von Sigma-S an der Koordinierung von Wachstums- und Streßfunktionen beteiligt ist. Methodisch werden hierbei genomweite Transkriptionsanalysen und Bindestellenlokalisationsanalysen auf DNA-Microarrays mit genetischen, molekularbiologischen und biochemischen Techniken kombiniert werden. Diese Analyse des Sigma-S-Netzwerkes dürfte die bisher wohl umfassendste Untersuchung eines globalregulatorischen Netzwerks in E.coli sein und sollte damit einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zu einem Verständnis des gesamtzellulären Regulationsnetzwerkes darstellen.