Descripción del proyecto
Base estructural y dinámica de la señalización de la quimiotaxis bacteriana
La maquinaria de quimiotaxis relativamente sencilla de la «Escherichia coli» sirve como modelo para investigar los mecanismos moleculares de la transducción de señales sensoriales celulares y la motilidad. El sistema sensorial está formado por una matriz de cientos de unidades de señalización fundamentales, compuestas por los quimiorreceptores de las transmembranas, la histidina cinasa y el adaptador proteico. La matriz de red bidimensional permite a las células amplificar e integrar diferentes señales para encontrar condiciones de crecimiento óptimas. El equipo del proyecto ChemoTaxi, financiado con fondos europeos, se propone investigar los mecanismos estructurales y dinámicos subyacentes a la transducción, la regulación, el montaje del conjunto quimiosensorial y la activación de señales. En el proyecto se utilizará la tomografía electrónica criogénica, simulaciones moleculares a múltiples escalas y ensayos funcionales para determinar la estructura y dinámica de la matriz y obtener instantáneas con resolución temporal de la ruta de señalización.
Objetivo
For nearly six decades, chemotaxis - a ubiquitous biological behaviour enabling the movement of a cell or organism toward or away from chemicals -has served as a paradigmatic model for the study of cellular sensory signal transduction and motile behavior. The relatively simple chemotaxis machinery of E. coli is the best understood signal transduction system and serves as a powerful tool for investigating the molecular mechanisms that proteins use to detect, process, and transmit signals. The sensory apparatus of E. coli cells is an ordered array of hundreds of basic core signalling units consisting of three essential components, the transmembrane chemoreceptors, the histidine kinase, and the adaptor protein. The core units further assemble into a two-dimensional lattice array which allows cells to amplify and integrate many varied and possibly conflicting signals to locate optimal growing conditions.
To understand the underlying molecular mechanisms of chemosensory array assembly, activation and high cooperativity, it is essential to determine the precise interactions between the core signalling components in the context of the array. We propose to use a combination of cutting-edge cryoET structural methods and multi-scale molecular simulations, as well as in vivo functional assays, to investigate the structural and dynamical mechanisms underlying signal transduction and regulation. The research plan is divided into three aims:
1. Determine the structural basis of signal transduction and array cooperativity
2. Define conformational states and dynamics of the array
3. Obtain time-resolved structural snapshots of signalling pathway
Our results will establish, in atomistic detail, the chemotaxis signalling pathway that is shared by diverse chemotactic species, including a wide-range of human and plant pathogens, thus impact on multiple disciplines, from antimicrobial drug development to understanding responses to hormones and neurotransmitters in eukaryotic cells.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. La clasificación de este proyecto ha sido validada por su equipo.
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. La clasificación de este proyecto ha sido validada por su equipo.
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-ADG - Advanced GrantInstitución de acogida
0X11 0DE Didcot
Reino Unido