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Shaping the bacterial envelope: Interplay between the components and impact on antibiotic resistance

Projektbeschreibung

Wechselwirkungen zwischen bakterieller Zellhülle und Antibiotikaresistenz

Gramnegative Bakterien sind widerstandsfähige Krankheitserreger, was in erster Linie auf ihre dreiteilige Hülle zurückzuführen ist, die aus der inneren Membran, der Peptidoglykan-Zellwand und der äußeren Membran besteht. In jüngsten Studien kam eine entscheidende Interaktion zwischen PG und BAM-Komplex zutage, die die Einfügung von Außenmembranproteinen koordiniert, wobei dieser Prozess wesentlich für den ordnungsgemäßen Zusammenbau der Hülle ist. Das Team des ERC-finanzierten Projekts Shape-En-Resist wird die Wechselwirkungen untersuchen, die die bakterielle Physiologie und die Antibiotikaresistenz beeinflussen. Im Mittelpunkt stehen der Aufbau von Lipopolysaccharid, seine Beziehung zur Hüllenbiogenese und die Auswirkungen auf die bakterielle Reaktion auf Antibiotika. Im Rahmen des Projekts wird außerdem die räumlich heterogene Natur der Hüllenbiogenese als Quelle der phänotypischen Vielfalt erkundet. Dabei werden Mikroskopie, genetisches Screening, Proteomik und Funktionalitätsassays kombiniert.

Ziel

Gram-negative bacteria are notoriously resilient, dominating the list of pathogens requiring urgent medical attention. Fundamental to their remarkable antibiotic resistance is a tripartite envelope comprised of an inner-membrane (IM), peptidoglycan cell wall (PG) and an outer membrane (OM). While these layers were previously viewed as separate compartments, it is becoming apparent that they work together in order to maintain envelope integrity. However, little is known about the crosstalk between components and molecular mechanisms orchestrating envelope assembly and functionality.
Our latest work has identified a key interaction between the PG and the BAM complex which inserts new OM proteins (OMPs), revealing a mechanism coordinating PG and OMP biogenesis and directing them both to the cell center. We posit that coordination is a key principle of envelope assembly and multiple interactions among envelope constituents are waiting to be discovered. In Shape-En-Resist we will uncover novel physical and genetic interactions, identify coordination mechanisms and elucidate their impact on bacterial physiology and antibiotic resistance. To this end, we will focus on three aims: (i) Explore the assembly of lipopolysaccharide (LPS), an endotoxin covering the bacterial surface, and characterize its interplay with envelope biogenesis. (ii) Comprehensively map PG-OMPs interactions and study how they affect bacterial response to antibiotics. (iii) Uncover the outcomes of spatially heterogenous envelope biogenesis and whether this process is a source of phenotypic diversity. To address these questions, a multidisciplinary approach will be taken, combining cutting-edge microscopy, advanced genetic screens, proteomics and novel functionality assays. We expect this project to uncover the interaction network amongst envelope components, reveal how it impacts the physiology of both single cells and bacterial populations, and ultimately expose the secrets of bacterial resilience.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

THE HEBREW UNIVERSITY OF JERUSALEM
Netto-EU-Beitrag
€ 1 499 894,00
Adresse
EDMOND J SAFRA CAMPUS GIVAT RAM
91904 Jerusalem
Israel
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 1 499 894,00

Begünstigte (1)