Descrizione del progetto
Base e dinamiche strutturali della segnalazione chemiotattica nei batteri
Il sistema chemiotattico relativamente semplice dell’Escherichia coli funge da modello per lo studio dei meccanismi molecolari della trasduzione del segnale sensoriale delle cellule e del comportamento mobile. L’apparato sensoriale è composto da un sistema di centinaia di unità di segnalazione centrali, che sono costituite dai chemiorecettori transmembrana, dall’istidina chinasi e dalla proteina adattatrice. Il sistema bidimensionale reticolare consente alla cellule di amplificare e integrare vari segnali, trovando condizioni di crescita ottimali. Il progetto ChemoTaxi, finanziato dall’UE, si propone di studiare i meccanismi strutturali e dinamici alla base di trasduzione del segnale, regolazione, assemblaggio e attivazione del sistema chemiosensoriale. Il progetto si avvarrà di tomografia crioelettronica, simulazioni molecolari multiscala e test funzionali per stabilire la struttura e le dinamiche del sistema, nonché per ottenere istantanee a risoluzione temporale del percorso di segnalazione.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. La classificazione di questo progetto è stata convalidata dal team del progetto.
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Programma(i)
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2020-ADG
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ERC-ADG -Istituzione ospitante
0X11 0DE Didcot
Regno Unito