How do spores wake up? Proteins involved in the first stages of spore germination

Hoe ontwaakt een bacteriespore?

Het proefschrift van Jeanette Velásquez Guzmán richt zich op het beantwoorden van de vraag: hoe ontwaken bacteriesporen? Haar resultaten leveren voor de eerste keer een duidelijk biofysisch en biochemisch bewijs voor een kanaalfunctie van een van de SpoVA-eiwitten. Zepostulert dat tijdens de ontkieming SpoVAC het vrijkomen faciliteert van Ca-DPA en andere laagmoleculaire verbindingen.

Kiemreceptoren zijn betrokken bij de opname van voedingsstoffen in de eerste stadia van de ontkieming. Velásquez  heeft biochemische benaderingen gevolgd voor het aantonen van de functie van kiemreceptoreiwitten van Bacillus subtilis. De stabiliteit en de vouwing van het GerAC eiwit werd door haar getest met behulp van microcalorimetrie en spectroscopische methoden. Door middel van in silico modellering werd de structuur van GerAC vergeleken met dat van een eiwit met een bekende kristalstructuur. Modelleringsstudies bieden een verklaring voor de relatieve instabiliteit van het eiwit, maar hebben niet kunnen bijdragen aan het duiden van de functie van GerAC.

Een belangrijke stap bij het ontkiemen van sporen is het vrijkomen van de Ca-DPA. Er waren aanwijzingen dat SpoVA-eiwitten betrokken zouden zijn bij de afgifte van Ca-DPA. Velásquez heeft de genen van verschillende SpoVA-membraaneiwitten gekloneerd en tot expressie gebracht en zo microgrammen eiwit verkregen voor biochemische analyse. Ze laat zien dat SpoVAC kanaalactiviteit heeft en dat het Ca-DPA zou kunnen afgeven tijdens ontkieming van de spore. Velásquez toont tevens  aan dat SpoVAC beschermt tegen hypo-osmotische stress en blijkt te functioneren als een mechanogevoelig kanaaleiwit. Ze laat ook zien dat SpoVAC reageert op de asymmetrische inbedding in het membraan van de amfifiele stoffen als lysoPC en dodecylamine.

Jeanette Velásquez Guzmán deed haar promotieonderzoek aan de Rijksuniversiteit Groningen bij de afdeling Enzymologie van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB), dat samen met TI Food & Nutrition haar onderzoek financierde. Inmiddels werkt zij in de VS bij de onderzoeksgroep van dr. Dick Sayre in het  New Mexico Consortium Biolab.

Proefschrift: http://irs.ub.rug.nl/ppn/389927775