Kontrolle der bakteriellen Zellmorphogenese
Eine der wichtigsten Fragen, die es im Zusammenhang mit der Zellbiologie zu klären gilt, ist, wie die Zelle ihre Zellgeometrie ausbildet und reguliert. Derzeit wird davon ausgegangen, dass die Zelle in dynamische Kompartimente unterteilt ist. Dem Zytoskelett kommt dabei die Rolle des zentralen Organisators zu, der die räumliche Koordination wichtiger zellulärer Funktionen übernimmt. Da bei Bakterien offenbar eine Aktin-ähnliche (aus der MreB-Familie) Zytoskelettstruktur die Zellmorphogenese reguliert, sollte das EU-finanzierte Projekt SHAPE (Control of cell morphogenesis: Bacterial cell wall and actin-cytoskeleton) Faktoren enthüllen, die die Morphogenese der bakteriellen Zellwand steuern. Außerdem sollten die unterschiedlichen Funktionen des bakteriellen Zytoskeletts und dessen zugrunde liegende Mechanismen untersucht werden. Die Aktin-ähnliche MreB-Proteinfamilie bildet offenbar ein Netzwerk aus fadenartigen Strukturen (Filamenten) innerhalb der Bakterienzellen aus und koordiniert auf diese Weise die Bewegung von Chromosomen oder anderen Makromolekülen. Damit kommt ihm ähnlich wie dem eukaryotischen Zytoskelett eine Rolle beim zellulären Transport zu. Mechanik und Effektoren der MreB-Proteine, die diese Funktion gewährleisten, sind hingegen noch wenig erforscht. Am Modell des grampositiven Bakteriums Bacillus subtilis sollten die Forscher von SHAPE die MreB-Bindungsproteine, Zielgene und Effektoren sowie die räumlich-zeitliche Organisation des MreB-Zytoskeletts beschreiben. Bisherige Ergebnisse legen nahe, dass MreB-Proteine in vivo keine längeren Filamente bilden, sondern sich zu Gruppen zusammenlagern, die sich entlang der Zellachse bewegen, was auch bedeuten könnte, dass die MreB-Bewegung von dem für die Zellwandsynthese zuständigen Komplex initiiert wird. Das SHAPE-Projekt untersucht Faktoren, die die Zellgeometrie beeinflussen, insbesondere die Rolle des MreB-Zytoskeletts. Es lieferte nicht nur wichtige neue Erkenntnisse zu den Mechanismen der Regulierung der MreB-Dynamik und –funktion, die Ergebnisse eignen sich möglicherweise auch für neue antimikrobielle Zielstrukturen.
