Membrane microdomains in soil bacteria

Research Project, 2021 – 2024

Bakterier ses ofta som orsaker till sjukdomar och förstörd mat och möts generellt med avsmak. Vår planet är dock befolkad av långt fler bakterier än vad det finns stjärnor i universum och den allra största delen av dem är ofarliga för oss. Mindre än en procent av alla bakterier lever i och på djur, människor inräknade. De resterande 99 procenten finns i vatten, jord och andra miljöer på vår planet.Jordbakterier är ytterst viktiga för den ekologiska balansen i jorden och endast en liten del av dessa orsakar sjukdomar i människor, djur och växter. Det är faktiskt så att ett välmående samhälle av jordbakterier håller antalet farliga bakterier i schack och därmed främjar växtlighet och en effektiv tillgång till föda.Jordbakterier är riktiga överlevare. Till exempel genomgår deras miljö bara på ett dygn rejäla temperaturväxlingar och längre perioder av torka eller kraftiga regn kräver att de kan anpassa sig snabbt till extremt varierande levnadsförhållanden. Det är makalöst hur dessa encelliga organismer klarar av att anpassa sig till dessa konstant ändrade förhållanden och att de kan frodas i princip i alla livsmiljöer på jorden.Nyckeln till deras imponerande överlevnadsegenskaper är hur de kan anpassa sig, främst genom sina stressresponssystem. Dessa molekylära mekanismer låter bakterier ändra sin fysiologi så att dom matchar de nya förhållandena och låter dem också överleva ofördelaktiga förhållanden, så som torka eller frost. Att förstå hur de här anpassningsmekanismerna fungerar är en viktig fundamental forskningsfråga som kan låta forskare bekämpa oönskade och skydda önskade bakterier.I det här projektet ska vi använda nyligen utvecklade mikroskopitekniker för att studera hur jordbakterier använder sina cellmembran för att anpassa sig till stress. Membranet är det främsta gränsskiktet mellan en bakterie och sin miljö och är till stor del ansvarigt för att känna av externa stressfaktorer. Det har visat sig att bakteriella membran har specialiserade domäner som bygger upp bakteriernas cellväggar. Dessutom så har vi upptäckt att de här domänerna är länkade till en grupp av stressproteiner som kan upptäcka attacker mot cellmembranet och cellväggen, till exempel genom antibiotika som andra jordbakterier tillverkar. I det här projektet ska vi undersöka rollen mikrodomäner i cellmembranet har när det gäller att känna av och anpassa sig till stressfaktorer och undersöka deras relation till stressproteiner i cellhöljet.Mikrodomäner i cellmembran finns i många olika bakterier, som till exempel jordbakterier som är viktiga från ett ekologiskt perspektiv och i jordbruk, men också i bakterier som orsakar infektioner i människor. Vi hoppas att vår forskning ska belysa en viktig bakteriell process som kan visa sig vara viktig i en mäng tillämpningar för att kontrollera bakteriella samhällen vilket skulle vara till nytta för mänskligheten.