Frankfurt Institute for Molecular Life Sciences (FMLS) - CEF-MC

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BeatrIx sÜss
Beatrix Süß, geboren 1971 in Sonneberg,
hat in Greifswald und Erlangen Biologie
studiert und an der Friedrich-Alexander-Universität
Erlangen-Nürnberg
im Jahre 1998 promoviert. Im Anschluss
begann sie, ihre eigene Arbeitsgruppe
aufzubauen und habilitierte im Jahre
2007 mit dem Thema »Aufbau und molekulare
Charakterisierung RNA-basierter
konditionaler Genexpressionssysteme«.
Forschungsaufenthalte führten sie zu
Prof. Renée Schroeder an die Universität
Wien und zu Prof. Ron Breaker
an die Yale University. 2007 wurde sie
auf die Stiftungsprofessur der Aventis
Foundation für Chemische Biologie an
die Goethe-Universität berufen. Seit
2009 ist Beatrix Süß Adjunct Investigator
des CEF.
reGulatorIsCHe rna-moleKÜle
MoleKulare SCHalter
Kristallstruktur eines
tetracyclinbindenden
rna-aptamers, das als
synthetischer rna-Schalter
eingesetzt werden kann. inseriert
in den untranslatierten
bereich einer mrna inhibiert
es die translation, jedoch nur
in anwesenheit des liganden.
Quelle: xiao et al., Chem biol.
2008, 15:1125-37.
lange Zeit sah man in den ribonukleinsäuren
(rna) nur die Überträger der
genetischen Information von der Dna, dem
speicher der erbsubstanz, zu den ribosomen,
dem syntheseort der proteine. In den
vergangenen Jahren hat sich dieses Bild
jedoch dramatisch geändert, als man eine
Vielzahl an rna-molekülen entdeckte, die
wichtige regulatorische funktionen in biologischen
systemen wahrnehmen.
Das spektrum dieser in den vergangenen
Jahren neu entdeckten regulatorischen
rna-molekülen ist sehr groß. es gibt kleine
rna-moleküle, die nicht in ein protein
übersetzt werden. Diese findet man in großer
Zahl in allen Domänen des lebens. Diese,
als nichtkodierende rnas bezeichneten
moleküle können entweder an eine mrna
binden und dadurch verhindern, dass diese
in ein protein übersetzt wird, oder sie binden
direkt an ein protein und inhibieren damit
seine funktion.
neben den kleinen, nichtkodierenden
rna-molekülen gibt es eine weitere Gruppe
regulatorischer rna-moleküle, die rnaschalter.
rna-schalter sind strukturele-
mente, die in der mrna vor dem Genstart
lokalisiert sind und eine hochselektive Bindedomäne
für einen liganden ausbilden.
Die Bindung des liganden führt über strukturänderungen
in der rna zu einer veränderten
Genexpression. Diese schalter sind
einfach aufgebaut und eignen sich deshalb
hervorragend als Vorbild für die entwicklung
synthetischer rna-schalter.
Ziel unserer forschung ist es, regulatorische
rna-moleküle zu finden, diese funktional
und strukturell zu charakterisieren
und das Wissen daraus zu nutzen, um gezielt
maßgeschneiderte rna-basierte schalterelemente
aufzubauen und anzuwenden.
stressInDuZIerte aKtIVIerunG Von memBrantransportern
baKterien unter StreSS
mikroorganismen sind beständig umweltbedingtem
stress ausgesetzt, der
Dna, proteine oder membranen irreparabel
schädigen und so zum Zelltod führen kann.
Im laufe der evolution haben mikroorganismen
sehr effektive mechanismen entwickelt,
um sich schnell wechselnden Veränderungen
ihres lebensraums anzupassen. Das pathogene
Bakterium Listeria monocytogenes ist
unter stress ein wahrer Überlebenskünstler
und kann auch unter extremen äußeren Bedingungen
wachsen. Bei der stressadaption
spielen sowohl prozesse auf transkriptionsals
auch auf aktivitäts ebene eine wichtige
rolle. In Listeria steuert eine stressinduzierbare
rna-polymerase-σ -untereinheit die
B
transkriptionsregulation spezifischer membrantransporter,
die durch substrat export
oder Import stress entgegenwirken können,
wobei auch deren transportaktivität stress-
Struktur des trimeren betain-transporters betP. Der transporter
besteht aus zwei invertierten Strukturmotiven (in rot und grün in
Monomer b). Zwei Monomere (a in gelb und C in blau) interagieren
über geladene Seitenketten in der C-terminalen Domäne von Monomer
a und der zweiten zytoplasmatischen Schleife von Monomer C.
Diese interaktion koppelt die transporteinheit eines Monomers an
die stresssensitive C-terminale Domäne des zweiten Monomers und
steuert so die transportaktivierung von betP.
reguliert sein kann. Wie sind diese systeme
in der lage, externen stress wahrzunehmen
(sensing), und wie können sie ihre funktion
entsprechend des externen stresses adaptieren
(regulation)?
Listeria detektiert stress über einen
1.8-mDa-Komplex, das stressosom, das wie
eine schaltzentrale stresssignale über die
aktivierung von σ B in regulierte Genexpression
umsetzt. strukturbiologische und
biochemische untersuchungen sollen zeigen,
wie das stressosom die verschiedenen
stressstimuli verarbeitet. Der osmoregulierte
Betain-transporter Betp ist ein paradebeispiel
für stressinduzierte aktivitätsregulation.
Dabei ermöglicht die 2009 gelöste
röntgenstruktur von Betp einblicke in die
komplexen molekularen mechanismen von
sensing und regulation.
CHrIstIne ZIeGler
Christine Ziegler wurde 1967 in
Offenbach am Main geboren. Sie studierte
Kernphysik an der Technischen
Universität Darmstadt. Ihre Doktorarbeit
führte sie an der Gesellschaft für
Schwerionenforschung in Darmstadt
auf dem Gebiet der Biophysik durch.
Sie promovierte 1996 an der Universität
Kassel. Nach einem Postdoc
in Medizinphysik am Centre de
Proton-Thérapie d'Orsay, Frankreich,
ist sie seit 2000 als Gruppenleiterin
am Max-Planck-Insitut für Biophysik
in Frankfurt tätig, wo sie seit 2010
eine unabhängige Forschungsgruppe
leitet. »Strukturbiologie an Membranproteinen«
empfindet sie als eines
der spannendsten Forschungsgebiete.
Als eine der Koordinatorinnen im
Mentorinnen-Netzwerk der Max-
Planck-Gesellschaft engagiert sie sich
für die Förderung junger Nachwuchswissenschaftlerinnen.
Sie ist verheiratet
und hat eine vierjährige Tochter. Sie
zeichnet und liest sehr gern und spielt
Querflöte in einem Ensemble.