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

Descrizione del progetto

Interazioni con l’involucro batterico che influenzano la resistenza agli antibiotici

I batteri Gram-negativi sono agenti patogeni resistenti soprattutto in virtù del loro involucro tripartito, che consiste nella membrana interna, nella parete cellulare di peptidoglicano e nella membrana esterna. Studi recenti hanno evidenziato un’interazione cruciale tra il fosfatidilglicerolo e il complesso BAM (β-barrel–assembly machinery, ovvero struttura a barile β), che coordina l’inserimento delle proteine della membrana esterna, un processo essenziale per il corretto assemblaggio dell’involucro. Il progetto Shape-En-Resist, finanziato dal CER, studierà le interazioni che influenzano la fisiologia batterica e la resistenza agli antibiotici concentrandosi sull’assemblaggio del lipopolisaccaride (LPS), sulla sua relazione con la biogenesi dell’involucro e sul modo in cui questi fattori influenzano le risposte batteriche agli antibiotici. Il progetto studia inoltre la natura spazialmente eterogenea della biogenesi dell’involucro come fonte di diversità fenotipica combinando microscopia, screening genetico, proteomica e test di funzionalità.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-STG

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Istituzione ospitante

THE HEBREW UNIVERSITY OF JERUSALEM
Contributo netto dell'UE
€ 1 499 894,00
Indirizzo
EDMOND J SAFRA CAMPUS GIVAT RAM
91904 Jerusalem
Israele
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 499 894,00

Beneficiari (1)