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Discovering how T6SS effectors are deployed in the recipient cytoplasm

Projektbeschreibung

Der Mechanismus der bakteriellen Toxinabgabe

Der interbakterielle Wettbewerb spielt eine entscheidende Rolle bei der Entstehung neuer Bakterienstämme. Dabei setzen die Bakterien häufig Toxine ein, um ihre Rivalen außer Gefecht zu setzen. Eine gängige Strategie besteht darin, toxische Effektoren in das Zytoplasma der Konkurrenten einzubringen, wobei auf wesentliche Zellbestandteile abgezielt wird. Das Typ-VI-Sekretionssystem (T6SS) übernimmt eine entscheidende Funktion in diesem Prozess, indem es solche Toxine direkt in benachbarte Zellen injiziert. Es ist zwar bekannt, dass viele T6SS-Effektoren auf das Zytoplasma abzielen, doch der genaue Mechanismus hinter ihrer Freisetzung konnte noch nicht geklärt werden. Das ERC-finanzierte Projekt IMCross wird untersuchen, wie T6SS-Effektoren ihr zytoplasmatisches Ziel erreichen. Durch die Identifizierung spezialisierter Regionen innerhalb dieser Effektoren wird das Projekt unser Verständnis für den Einsatz, den Transport und die Modularität von Effektoren verbessern und so neue Wege in der Entwicklung von Antibiotika beschreiten.

Ziel

Interbacterial competition is a key driver of the emergence of new bacterial strains. A widely used strategy during interbacterial competition is delivering toxins into competitors’ cytoplasm, where they target conserved components. The type VI secretion system (T6SS), a machine that delivers toxic effectors into neighboring cells, is a major player in interbacterial competitions. It fires an effector-loaded tube that penetrates the recipient cell envelope. Although many T6SS effectors target the competitors’ cytoplasm, it is not known whether they are directly deployed there or rather deployed in the periplasm and then transported into the cytoplasm. We have recently identified several domains within modular T6SS effectors that are fused specifically to cytoplasm-targeting toxic domains. The new domains are required for competitor intoxication during competition but not for T6SS-mediated secretion of the effectors. Therefore, we hypothesize that T6SS effectors are first deployed in the periplasm, where specialized domains such as these re-localize cytoplasm-targeting effectors into the recipient’s cytoplasm. In IMCross, we will leverage our unique expertise in identifying and characterizing novel domains within effectors to go beyond the state-of-the-art and determine how cytoplasm-targeting T6SS effectors reach their target. We will (1) reveal the initial site of T6SS effector deployment, (2) identify effector domains responsible for transport across the recipient inner membrane and determine whether they employ receptors in the process, and (3) establish a pipeline to discover re-localization domains and cytoplasm-targeting toxic domains in T6SS effectors. The discovery of specialized T6SS effector re-localization domains will revolutionize our understanding of effector modularity and trafficking during competition. Furthermore, such domains are key in developing tools to identify novel toxic domains and engineer synthetic toxins as alternative antibiotics.

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-COG

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Gastgebende Einrichtung

TEL AVIV UNIVERSITY
Netto-EU-Beitrag
€ 1 999 188,00
Gesamtkosten
€ 1 999 188,00

Begünstigte (1)