Redoxreglering i flercelliga cyanobakterier - en proteomikstrategi

Vårt projekt

För att en organism ska kunna anpassa sig till sin omgivning måste den använda ett flertal strategier för att dynamiskt känna av och översätta förändringar i sin omgivning, och därmed anpassa de relevanta processerna inom cellen. Redoxkontroll är en sådan strategi.

Syftet med detta forskningsprojekt är att undersöka olika aspekter av redoxkontroll hos cyanobakterier. Vi tar ett proteomiskt tillvägagångssätt och fokuserar på proteiner som fungerar som redoxtransmittorer som tioredoxiner och proteiner som är mål för redox som transkriptionella regulatorer och enzymer. Flercelliga cyanobakterier av släktet Nostoc används för att undersöka skillnaden i redoxreglering i celler med O2-utvecklande fotosyntes och i icke-fotosyntetiska celler specialiserade på fixering av atmosfäriskt kväve, heterocysterna. Kunskapen från denna forskning kommer att ge insikt i hur cyanobakterier och andra fotosyntetiska organismer anpassar sig till förändrade miljöförhållanden och stress. Med det karakteriserade proteomet av N2-fixerande (med heterocyster) och icke N2-fixerande (utan heterocyster) filamentösa cyanobakterier Nostoc sp. PCC 7120 och Nostoc punctiforme ATCC 29133 har vi utvecklat robusta experimentella och statistiska metoder för vårt arbete, och vi har visat användbarheten av kvantitativ hagelgevärsproteomik i cyanobakteriell forskning.

Det övergripande målet är att kontrollera redoxbalansen och koncentrationerna av reaktiva syrearter (ROS) på systemnivå och därigenom öka cyanobakteriernas robusthet för framtida storskalig odling. Och att slutligen få svar på frågorna: Hur koordinerar de flercelliga cyanobakterierna redoxregleringsaktiviteterna i de olika cellerna och utbyter information i form av redoxintermediärer för att upprätthålla den övergripande redoxhomeostasen för att bekämpa oxidativ stress? Kan vi öka cyanobakteriernas förmåga att tolerera miljöförändringar?