Novel mechanisms underlying bacterial proliferation
- Reference number
- FFL15-0005
- Start and end dates
- 170101-221231
- Amount granted
- 11 640 000 SEK
- Administrative organization
- Stockholm University
- Research area
- Life Sciences
Summary
Bacteria are the most ubiquitous organisms on earth, having profound impact on public health, industry and society. Despite a long history of bacteriology research, the fundamental mechanisms underlying bacterial growth and physiology remain incompletely understood. In particular, it remains unclear how bacteria adjust their own proliferation to ensure their survival in response to changing environmental conditions. The overall goal of my research is to uncover the molecular mechanisms by which bacterial growth rate and cell cycle progression are modulated by the environment. Our recent findings in the model bacterium Caulobacter crescentus indicate that chaperone networks are tightly linked to bacterial growth rate and cell cycle control, thereby integrating important information about the external conditions into the cell cycle. The proposed research will elucidate the precise mechanisms by which the major bacterial chaperones DnaK and GroEL affect cell growth and cell division by combining classical genetics, cell biology and biochemistry with state-of-the-art live-cell imaging and high-throughput approaches. Besides C. crescentus we will use Escherichia coli and the pathogen Salmonella enterica as model systems to formulate more general conclusions. Given the highly conserved nature of chaperones and cell cycle factors, the novel mechanisms likely operate in diverse bacteria, including pathogens, and thus might serve as potent targets of novel antibiotic drugs.
Popular science description
Bakterier utgör den största delen av jordens biomassa och fyller viktiga funktioner i miljö, industri och våra kroppar. Trots alla positiva effekter de har, kan okontrollerad spridning av bakterier orsaka allvarliga problem för hälsa och industri. De utgör på detta sätt också ett hot mot mänskligheten. Bakteriella infektioner är en av huvudorsakerna för sjukdom och död på global nivå, och nykommande resistensmekanismer mot antibiotika försvårar behandling. Även om bakterieforskningen har en lång historia är vår kunskap om hur bakterier förökar sig och hur de kan överleva i olika miljöer förvånansvärt begränsad. Det är i synnerhet oklart hur bakterier kan överleva under svåra förhållanden, till exempel under svält, hetta eller i närvaro av antibiotika. Huvudmålet för min forskning är att öka den grundläggande kunskapen av de molekylära mekanismer som reglerar bakteriell tillväxt och förökning. Våra pågående studier visar att en viss grupp av proteiner, så kallade chaperoner, spelar en viktig roll i regleringen av bakteriell tillväxttakt och förökning vid ändrade miljöförhållanden. Chaperoner är bland de mest konserverade proteinerna på jorden och de hjälper andra proteiner att få sin form och stabilitet. Detta forskningsprojekt kommer att belysa de exakta molekylära mekanismer med vilka två olika grupper av chaperoner påverkar bakteriell tillväxttakt och celldelning, vilkethjälper bakterierna att anpassa sig till ändrad miljö. Vi förväntar oss att våra resultat ska hjälpa utvecklingen av nya strategier för att kontrollera bakteriell spridning inom medicin och industri. De nya mekanismerna skulle till exempel kunna ge nya angreppspunkter för antibiotika.