MULTICELLULARITY IN CYANOBACTERIA: STRUCTURAL AND METABOLIC ASPECTS (Q3135255)
Jump to navigation
Jump to search
Project Q3135255 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | MULTICELLULARITY IN CYANOBACTERIA: STRUCTURAL AND METABOLIC ASPECTS |
Project Q3135255 in Spain |
Statements
183,920.0 Euro
0 references
229,900.0 Euro
0 references
80.0 percent
0 references
1 January 2015
0 references
31 December 2017
0 references
AGENCIA CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS
0 references
37°23'19.07"N, 5°59'43.22"W
0 references
41091
0 references
LA MULTICELULARIDAD ES UNA FORMA DE ORGANIZACION DE LA MATERIA VIVA QUE HA EVOLUCIONADO INDEPENDIENTEMENTE VARIAS VECES, Y UNA PREGUNTA DE GRAN INTERES BIOLOGICO ES QUE ES COMUN Y QUE ES ESPECIFICO EN DIFERENTES FORMAS DE MULTICELULARIDAD. LAS CIANOBACTERIAS FILAMENTOSAS FORMADORAS DE HETEROCISTOS SON ORGANISMOS MULTICELULARES EN LOS QUE DOS TIPOS DE CELULAS ESPECIALIZADAS METABOLICAMENTE CONTRIBUYEN AL CRECIMIENTO DEL FILAMENTO EN CONDICIONES DE DEFICIENCIA DE NITROGENO COMBINADO DEL MEDIO. LAS CELULAS VEGETATIVAS FIJAN CO2 ATMOSFERICO MEDIANTE LA FOTOSINTESIS OXIGENICA Y TRANSFIEREN CARBONO REDUCIDO A LOS HETEROCISTOS, CELULAS ESPECIALIZADAS EN LA FIJACION DEL N2 ATMOSFERICO QUE TRANSFIEREN NITROGENO FIJADO A LAS CELULAS VEGETATIVAS. EN EL FILAMENTO DIAZOTROFICO TIENE LUGAR POR TANTO UN TRASIEGO DE METABOLITOS, QUE HAY QUE AÑADIR A LA TRANSFERENCIA INTERCELULAR DEL MORFOGENO PATS QUE AFECTA A LA DISTRIBUCION DE LOS HETEROCISTOS EN EL FILAMENTO. EL CARACTER MULTICELULAR ES ASI ESENCIAL EN LA BIOLOGIA DE ESTOS ORGANISMOS. NOSOTROS ESTAMOS INTERESADOS EN LOS ELEMENTOS MOLECULARES RESPONSABLES DE LA FILAMENTACION, EL PROCESO DE PRODUCIR Y MANTENER LOS FILAMENTOS, Y DE LA COMUNICACION INTERCELULAR, ASI COMO EN ASPECTOS METABOLICOS LIGADOS AL CARACTER MULTICELULAR DE ESTOS ORGANISMOS. NUESTRO ACERCAMIENTO PARTE DEL ESTUDIO DE MUTANTES QUE MUESTRAN UN FENOTIPO ESPECIFICO DE FRAGMENTACION DE LOS FILAMENTOS, QUE PERMITIERON LA IDENTIFICACION DEL GEN SEPJ Y DEL OPERON FRACDE. LA PROTEINA SEPJ Y LAS FRACD SE LOCALIZAN EN LOS SEPTA INTERCELULARES DEL FILAMENTO PROPORCIONANDO ADHESION Y COMUNICACION ENTRE LAS CELULAS ADYACENTES. EN ESTE PROYECTO NOS PROPONEMOS PROFUNDIZAR EN EL CONOCIMIENTO DE LOS COMPLEJOS PROTEICOS SEPTALES DE LOS QUE LAS PROTEINAS SEPJ Y FRA PARECEN FORMAR PARTE, ESTUDIANDO POSIBLES COMPONENTES ADICIONALES DE LOS COMPLEJOS Y SU MECANISMO DE TRANSFERENCIA INTERCELULAR DE SUSTANCIAS. AGRUPADO CON EL OPERON FRACDE, PERO TRANSCRIBIENDOSE EN SENTIDO CONTRARIO, SE ENCUENTRA FRAF, EL UNICO ELEMENTO NEGATIVO DE FILAMENTACION QUE CONOCEMOS, PROPONIENDONOS EXPLORAR LAS RELACIONES DE FRAF CON LOS ELEMENTOS POSITIVOS DE FILAMENTACION. POR OTRA PARTE, FRAH ES UNA PROTEINA DE FILAMENTACION ESPECIFICAMENTE RELACIONADA CON LOS HETEROCISTOS, EN LOS QUE TIENE UN PAPEL EN LA REORGANIZACION DE LAS MEMBRANAS INTRACELULARES QUE SON ESENCIALES EN LA BIOENERGETICA DE LOS MISMOS. EL ANALISIS DE LA SECUENCIA DE AMINOACIDOS DE FRAH SUGIERE QUE PODRIA ESTAR INVOLUCRADA EN INTERACCIONES PROTEINA-PROTEINA Y REGULADA POR FOSFORILACION, PROPONIENDONOS INVESTIGAR ESTA POSIBLE FOSFORILACION (QUE PODRIA ESTAR MEDIADA POR UNA KINASA CONOCIDA COMO PKNH) Y LA INTERACCION DE FRAH CON OTRAS PROTEINAS, LO QUE PUEDE SER ESENCIAL EN SU FUNCION. RECIENTEMENTE NUESTRO GRUPO HA DESCRITO QUE UN DIPEPTIDO, ASPARTIL-ARGININA, PARTICIPA EN LA TRANSFERENCIA DE NITROGENO DE LOS HETEROCISTOS A LAS CELULAS VEGETATIVAS, Y RESULTADOS PRELIMINARES DE NUESTRO LABORATORIO HAN IDENTIFICADO EN LAS CIANOBACTERIAS UNA RUTA DE CATABOLISMO DE LA ARGININA QUE ERA PREVIAMENTE DESCONOCIDA. CLAVE EN ESTA RUTA SERIA UNA ENZIMA NUEVA QUE RETIRA EN DOS PASOS EL GRUPO GUANIDINO DE LA ARGININA PRODUCIENDO DIRECTAMENTE PROLINA, PROPONIENDONOS INVESTIGAR EN DETALLE ESTA ENZIMA Y LA RUTA. LOS ESTUDIOS DE ESTE PROYECTO APORTARAN INFORMACION NOVEDOSA SOBRE EL PROCESO DE FILAMENTACION Y SOBRE EL METABOLISMO RELACIONADO CON EL CARACTER MULTICELULAR DE LAS CIANOBACTERIAS FORMADORAS DE HETEROCISTOS. (Spanish)
0 references
MULTICELLULARITY IS A FORM OF ORGANISATION OF LIVING MATTER THAT HAS EVOLVED INDEPENDENTLY SEVERAL TIMES, AND A QUESTION OF GREAT BIOLOGICAL INTEREST IS THAT IT IS COMMON AND SPECIFIC IN DIFFERENT FORMS OF MULTICELLULARITY. HETEROCYTOS-FORMING FILAMENTARY CYANOBACTERIA ARE MULTICELLULAR ORGANISMS IN WHICH TWO TYPES OF METABOLICALLY SPECIALISED CELLS CONTRIBUTE TO THE GROWTH OF THE FILAMENT UNDER CONDITIONS OF COMBINED NITROGEN DEFICIENCY OF THE MEDIUM. THE VEGETATIVE CELLS FIX ATMOSPHERIC CO2 THROUGH OXIGENICA PHOTOSYNTHESIS AND TRANSFER REDUCED CARBON TO HETEROCYSTS, SPECIALISED CELLS IN THE BINDING OF ATMOSPHERIC N2 THAT TRANSFER NITROGEN FIXED TO VEGETATIVE CELLS. IN THE DIAZOTROFICO FILAMENT THERE IS THEREFORE A TRANSFER OF METABOLITES, WHICH MUST BE ADDED TO THE INTERCELLULAR TRANSFER OF THE MORFOGENO PATS THAT AFFECTS THE DISTRIBUTION OF THE HETEROCYSTS IN THE FILAMENT. THE MULTICELLULAR CHARACTER IS THUS ESSENTIAL IN THE BIOLOGY OF THESE ORGANISMS. WE ARE INTERESTED IN THE MOLECULAR ELEMENTS RESPONSIBLE FOR FILAMENTATION, THE PROCESS OF PRODUCING AND MAINTAINING FILAMENTS, AND INTERCELLULAR COMMUNICATION, AS WELL AS IN METABOLIC ASPECTS LINKED TO THE MULTICELLULAR CHARACTER OF THESE ORGANISMS. OUR APPROACH STARTS FROM THE STUDY OF MUTANTS THAT SHOW A SPECIFIC PHENOTYPE OF FILAMENT FRAGMENTATION, WHICH ALLOWED THE IDENTIFICATION OF THE SEPJ GENE AND THE FRACDE OPERON. THE PROTEIN SEPJ AND FRACD ARE LOCATED IN THE INTERCELLULAR FILAMENT SEPTAS PROVIDING ADHESION AND COMMUNICATION BETWEEN ADJACENT CELLS. IN THIS PROJECT WE INTEND TO DEEPEN THE KNOWLEDGE OF THE SEPTAL PROTEIN COMPLEXES OF WHICH THE PROTEINS SEPJ AND FRA APPEAR TO BE PART, STUDYING POSSIBLE ADDITIONAL COMPONENTS OF THE COMPLEXES AND THEIR MECHANISM OF INTERCELLULAR TRANSFER OF SUBSTANCES. GROUPED WITH THE FRACDE OPERON, BUT TRANSCRIBIENDOSE IN THE OPPOSITE DIRECTION, WE FIND FRAF, THE ONLY NEGATIVE ELEMENT OF FILAMENTATION WE KNOW, PROPONIENDONS EXPLORE FRAF’S RELATIONS WITH THE POSITIVE ELEMENTS OF FILAMENTATION. ON THE OTHER HAND, FRAH IS A PROTEIN OF FILAMENTATION SPECIFICALLY RELATED TO THE HETEROCYSTS, IN WHICH IT HAS A ROLE IN THE REORGANISATION OF INTRACELLULAR MEMBRANES THAT ARE ESSENTIAL IN THEIR BIOENERGETICS. ANALYSIS OF THE FRAH AMINO ACID SEQUENCE SUGGESTS THAT IT MAY BE INVOLVED IN PROTEIN-PROTEIN INTERACTIONS AND REGULATED BY POSFORILACION, PROPONIENDONS INVESTIGATE THIS POSSIBLE PHOSPHORYLATION (WHICH COULD BE MEDIATED BY A KINASE KNOWN AS PKNH) AND THE INTERACTION OF FRAH WITH OTHER PROTEINS, WHICH MAY BE ESSENTIAL IN ITS FUNCTION. RECENTLY OUR GROUP HAS DESCRIBED THAT A DIPEPTIDO, ASPARTYL-ARGININE, PARTICIPATES IN THE TRANSFER OF NITROGEN FROM THE HETEROCYSTS TO THE VEGETATIVE CELLS, AND PRELIMINARY RESULTS FROM OUR LABORATORY HAVE IDENTIFIED IN THE CYANOBACTERIA A PATH OF CATABOLISM OF THE ARGININE THAT WAS PREVIOUSLY UNKNOWN. KEY IN THIS ROUTE WOULD BE A NEW ENZYME THAT REMOVES IN TWO STEPS THE GUANIDINE GROUP FROM ARGININE PRODUCING DIRECTLY PROLINE, PROPONIENDONS INVESTIGATE IN DETAIL THIS ENZYME AND ROUTE. THE STUDIES OF THIS PROJECT WILL PROVIDE NOVEL INFORMATION ON THE PROCESS OF FILAMENTATION AND ON THE METABOLISM RELATED TO THE MULTICELLULAR CHARACTER OF HETEROCYANOCYANOCYANOBACTERIA. (English)
12 October 2021
0 references
LA MULTICELLULARITÉ EST UNE FORME D’ORGANISATION DE LA MATIÈRE VIVANTE QUI A ÉVOLUÉ INDÉPENDAMMENT PLUSIEURS FOIS, ET UNE QUESTION DE GRAND INTÉRÊT BIOLOGIQUE EST QU’ELLE EST COMMUNE ET SPÉCIFIQUE DANS DIFFÉRENTES FORMES DE MULTICELLULARITÉ. LES CYANOBACTÉRIES FILAMENTEUSES FORMANT DES HETEROCYTOS SONT DES ORGANISMES MULTICELLULAIRES DANS LESQUELS DEUX TYPES DE CELLULES MÉTABOLIQUEMENT SPÉCIALISÉES CONTRIBUENT À LA CROISSANCE DU FILAMENT DANS DES CONDITIONS DE CARENCE COMBINÉE EN AZOTE DU MILIEU. LES CELLULES VÉGÉTATIVES FIXENT LE CO2 ATMOSPHÉRIQUE PAR PHOTOSYNTHÈSE OXIGENICA ET TRANSFÈRENT LE CARBONE RÉDUIT AUX HÉTÉROCYSTES, CELLULES SPÉCIALISÉES DANS LA LIAISON DE N2 ATMOSPHÉRIQUE QUI TRANSFÈRENT L’AZOTE FIXÉ AUX CELLULES VÉGÉTATIVES. DANS LE FILAMENT DIAZOTROFICO, IL Y A DONC UN TRANSFERT DE MÉTABOLITES, QUI DOIT ÊTRE AJOUTÉ AU TRANSFERT INTERCELLULAIRE DES PATS MORFOGENO QUI AFFECTE LA DISTRIBUTION DES HÉTÉROCYSTES DANS LE FILAMENT. LE CARACTÈRE MULTICELLULAIRE EST DONC ESSENTIEL DANS LA BIOLOGIE DE CES ORGANISMES. NOUS SOMMES INTÉRESSÉS PAR LES ÉLÉMENTS MOLÉCULAIRES RESPONSABLES DE LA FILAMENTATION, LE PROCESSUS DE PRODUCTION ET DE MAINTIEN DES FILAMENTS, LA COMMUNICATION INTERCELLULAIRE, AINSI QUE LES ASPECTS MÉTABOLIQUES LIÉS AU CARACTÈRE MULTICELLULAIRE DE CES ORGANISMES. NOTRE APPROCHE PART DE L’ÉTUDE DES MUTANTS QUI MONTRENT UN PHÉNOTYPE SPÉCIFIQUE DE FRAGMENTATION DES FILAMENTS, CE QUI A PERMIS D’IDENTIFIER LE GÈNE SEPJ ET L’OPÉRON FRACDE. LES PROTÉINES SEPJ ET FRACD SONT SITUÉES DANS LES SEPTAS FILAMENTS INTERCELLULAIRES ASSURANT L’ADHÉRENCE ET LA COMMUNICATION ENTRE LES CELLULES ADJACENTES. DANS CE PROJET, NOUS AVONS L’INTENTION D’APPROFONDIR LA CONNAISSANCE DES COMPLEXES PROTÉIQUES SEPTIQUES DONT LES PROTÉINES SEPJ ET FRA SEMBLENT FAIRE PARTIE, EN ÉTUDIANT D’ÉVENTUELS COMPOSANTS SUPPLÉMENTAIRES DES COMPLEXES ET LEUR MÉCANISME DE TRANSFERT INTERCELLULAIRE DE SUBSTANCES. REGROUPÉS AVEC L’OPÉRON FRACDE, MAIS TRANSCRIBIENDOSE DANS LA DIRECTION OPPOSÉE, NOUS TROUVONS FRAF, LE SEUL ÉLÉMENT NÉGATIF DE FILAMENTATION QUE NOUS CONNAISSONS, PROPONIENDONS EXPLORE LES RELATIONS DE FRAF AVEC LES ÉLÉMENTS POSITIFS DE LA FILAMENTATION. EN REVANCHE, FRAH EST UNE PROTÉINE DE FILAMENTATION SPÉCIFIQUEMENT LIÉE AUX HÉTÉROCYSTES, DANS LAQUELLE ELLE JOUE UN RÔLE DANS LA RÉORGANISATION DES MEMBRANES INTRACELLULAIRES QUI SONT ESSENTIELLES DANS LEUR BIOÉNERGÉTIQUE. L’ANALYSE DE LA SÉQUENCE D’ACIDES AMINÉS FRAH SUGGÈRE QU’ELLE PEUT ÊTRE IMPLIQUÉE DANS LES INTERACTIONS PROTÉINES-PROTÉINES ET RÉGULÉE PAR POSFORILACION, PROPONIENDONS ÉTUDIE CETTE PHOSPHORYLATION POSSIBLE (QUI POURRAIT ÊTRE MÉDIÉE PAR UNE KINASE CONNUE SOUS LE NOM DE PKNH) ET L’INTERACTION DE FRAH AVEC D’AUTRES PROTÉINES, QUI PEUVENT ÊTRE ESSENTIELLES DANS SA FONCTION. RÉCEMMENT, NOTRE GROUPE A DÉCRIT QU’UN DIPEPTIDO, ASPARTYL-ARGININE, PARTICIPE AU TRANSFERT D’AZOTE DES HÉTÉROCYSTES VERS LES CELLULES VÉGÉTATIVES, ET LES RÉSULTATS PRÉLIMINAIRES DE NOTRE LABORATOIRE ONT IDENTIFIÉ DANS LES CYANOBACTÉRIES UN CHEMIN DE CATABOLISME DE L’ARGININE QUI ÉTAIT AUPARAVANT INCONNU. LA CLÉ DANS CETTE VOIE SERAIT UNE NOUVELLE ENZYME QUI ÉLIMINE EN DEUX ÉTAPES LE GROUPE GUANIDINE DE L’ARGININE PRODUISANT DIRECTEMENT DE LA PROLINE, PROPONIENDONS ÉTUDIER EN DÉTAIL CETTE ENZYME ET CETTE VOIE. LES ÉTUDES DE CE PROJET FOURNIRONT DE NOUVELLES INFORMATIONS SUR LE PROCESSUS DE FILAMENTATION ET SUR LE MÉTABOLISME LIÉ AU CARACTÈRE MULTICELLULAIRE DE HETEROCYANOCYANOBACTERIA. (French)
2 December 2021
0 references
Sevilla
0 references
Identifiers
BFU2014-56757-P
0 references