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Die Zellwand und das Chromosom sind kritische Bestandteile der Zelle, die bei jeder Zellteilung erhalten werden müssen. Die Zellwand verleiht der bakteriellen Zelle die charakterischtische Form. Das Chromosom ist der Träger der genetischen Information. Es wird durch DNA-Replikation verdoppelt und im Segregationsprozess auf die Tochterzellen aufgeteilt. Sowohl die relevanten molekularen Prozesse als auch deren Regulation sind massgeblich vom dreiteiligen ParABS-System bestimmt. Die Funktionsweise von ParABS ist allerdings nur teilweise verstanden.
Die Entdeckung einer neuartigen enzymatischen Aktivität—die Hydrolyse des zellulären Bausteins CTP—durch das ParB-Protein eröffnet neue Ansätzepunkte für das Studium der zellulären Bedeutung von ParABS. Das Projekt zielt darauf ab, die Funktion des ParB-Enzyms und die zeitliche und mechanistische Kopplung mit zellulären Prozessen zu studieren. Als ersten Schritt werden dazu molekulare Sensoren entwickelt mit deren Hilfe man den Ablauf der Reaktion des ParB-Enzyms in der Zelle direkt verfolgen und manipulieren kann. Weiters werden Mutationen im ParB-Gen generiert um die Enzymreaktion an bestimmten Schritten kontrolliert zu inhibieren. In einer zweiten Phase sollen dann die Auswirkungen auf die zelluläre Physiologie und inbesonders auf ausgewählte Prozesse der DNA-Replikation und Chromosomen-Segregation erhoben werden. Unsere Untersuchungen werden dazu beitragen, die Bedeutung und Funktionsweise der hochkonservierten ParABS-Systeme besser zu verstehen.
Das Projekt befasst sich mit Grundlagenforschung. Die Zellteilung ist einer der elementarsten Prozesse in der Biologie mit weitreichenden Konsequenzen auch auf klinisch-relevanten Mikroorganismen. Ein verbessertes Verständnis könnte darüber hinaus neue Ansatzpunkte für die Entwicklung von antibakteriellen Substanzen liefern und wichtige Einblicke in die Entstehung und Verbreitung von Antibiotikaresistenzen bringen.