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Unwanted Invaders or Welcomed Guests: Impact of Prophage Integration Sites on Host Genomic Integrity and Evolution

Projektbeschreibung

Neue Funktionen von Phagen bei der Genomeditierung entdecken

Bakteriophagen sind in über zwei Dritteln aller bakteriellen Genome zu finden und machen etwa 10 % ihrer DNS aus. Sie können sich während der Lysogenie in Wirtsgene integrieren und so die bakterielle Entwicklung und mikrobielle Gemeinschaften wie das menschliche Darmmikrobiom beeinflussen. Die evolutionären Mechanismen hinter der Phagenintegration und ihre regulatorischen Auswirkungen sind jedoch nach wie vor unklar. In diesem Zusammenhang wird das EU-finanzierte Projekt PHAGE_ATTACH mithilfe der Bioinformatik und einer neuen Prophagen-Datenbank untersuchen, wie sich spezifische Phagenintegrationen auf die Interaktionen zwischen Wirt und Phage auswirken. Mit Schwerpunkt auf Bacillus subtilis werden die Integrase-Spezifität und deren Auswirkungen auf die Fitness von Phagen und Wirten mithilfe von gentechnisch veränderten Phagen und Bildgebung untersucht, um neue Funktionen von Phagen bei der Genom-Editierung aufzudecken und das Verständnis der Koevolution von Phagen und Bakterien zu vertiefen.

Ziel

Bacteriophages are found in over two-thirds of sequenced bacterial genomes, with phage DNA making up an estimated 10% of these genomes. Recent studies suggest that phage DNA integration, during so called lysogeny, can lead to interactions with bacterial hosts that are more complex than once thought. There are phages which very specifically and reversibly integrate into host genes, modulating host development. Altering bacterial behaviours can have detrimental consequences in microbial communities, such as those found in the human gut. However, it is unclear how specific phage integration mechanisms evolve, or if integration specificity influences regulation during lysogeny. I hypothesise that phage integration components are a key factor in phage-host interactions, with attachment sites (att) and phage integrases under strong evolutionary pressure. This project's goal is to examine the consequences of specific phage integration for the host and for the phage and to understand how integration components are directed by evolution. This will be fulfilled via three research objectives: 1) bioinformatics analysis of phage integration components, capitalizing on newly built prophage database and focusing on conservation of host att genes and phage integrases; 2) investigation of the effects of integrase specificity on phage-host interactions and fitness via combining engineered phages and trackable host with high-throughput imaging and RNA sequencing. 3) testing the long-term effect of specific att sites on host genome evolution in ecological context to Bacillus subtilis was selected as the model host due to its tractability, biotechnological importance, and susceptibility to phages with highly specific integrases. Understanding the impacts of phage integration specificity and its evolution will reveal new phage roles in host genome editing and gene transfer, improve our knowledge of phage-bacteria coevolution and it will pave new ways to engineering of bacterial genomes.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-WIDERA-2024-TALENTS-02

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

Koordinator

UNIVERZA V LJUBLJANI
Netto-EU-Beitrag
€ 182 717,52
Adresse
KONGRESNI TRG 12
1000 Ljubljana
Slowenien
Region
Slovenija Zahodna Slovenija Osrednjeslovenska
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten