Fra bakteriers fødekilder til cellers genaktivitet: Fire nye, vilde projekter

Forsker: Kathrin Rousk, lektor 
Bevillingsbeløb: 2,4 mio. kr. 

Projektbeskrivelse: 
Endosymbiose, hvor én organisme opsluger en anden, har spillet en nøglerolle i livets evolution på Jorden. Et betydningsfuldt eksempel er planternes oprindelse: En fritlevende cyanobakterie blev opslugt af en værtscelle og udviklede sig til kloroplasten, den fotosyntetiserende organel i planter. Sidste år identificerede vi en potentiel endosymbiosebegivenhed: En fritlevende, kvælstoffikserende cyanobakterie blev opslugt af en marin alge, den marine nitroplast. Denne nye organel forsyner værten med nyligt fikseret kvælstof, et nøglenæringsstof for alt liv. Jeg foreslår, at vi er ved begyndelsen af at opdage en terrestrisk nitroplast i mos-cyanobakterie-symbioser, som kan tjene som et unikt modelsystem til at afdække evolutionen af en kvælstoffikserende organel. Ligesom mitokondrier og kloroplaster opstod fra gamle endosymbiotiske begivenheder, ville opdagelsen af en terrestrisk nitroplast fuldende "den symbiotiske treenighed", hvilket markerer den tredje organel erhvervet af planter. 

Forsker: Albin Sandelin, professor 
Bevillingsbeløb: 2,5 mio. kr. 

Projektbeskrivelse: 

Lokale pH- og iltniveauer (O₂) er afgørende for fysiologisk homeostase i organer. Mens effekten af O₂ og i nogen grad pH er velundersøgt i isolerede cellemodeller, er deres rumlige og tidsmæssige dynamik samt deres påvirkning af genekspression i individuelle celler inden for organer stort set uafdækket. Metoder inden for “spatial transcriptomcis” kan måle genekspression i celler i væv, men der mangler metoder til samtidig kortlægning af pH- og O₂-mikromiljøers effekt på enkeltcellers genekspression. Dette projekt vil udvikle metoder til at måle pH- og O₂-niveauer i væv og integrere disse målinger med rumligt opløst enkeltcelle-genekspression. Ved at anvende disse metoder på levervæv vil vi skabe modeller for, hvordan lokale O₂- og pH-miljøer former cellulær genekspression og funktion. Dette udgør et vigtigt skridt mod en kvantitativ molekylær fysiologi af organers mikromiljø. 

Forsker: Nan Yang, postdoc 
Bevillingsbeløb: 2,3 mio. kr. 

Projektbeskrivelse:  

Den mikrobielle verden formes af forskellige interaktioner, der spænder fra samarbejde (fred) til konkurrence (krig). At afdække de økologiske principper, der driver disse interaktioner, er en mangeårig udfordring inden for mikrobiologi. Konventionen siger, at disse interaktioner er genetisk bestemte. Men findes der “økologiske switch(es)”, der kan skifte mikrobiel social adfærd mellem krig og fred? War or Peace-projektet vil udforske økologiske faktorer, der regulerer mikrobiel aktivitet, og som i sidste ende kan muliggøre målrettet kontrol af interaktioner mellem arter. Studiet sigter mod at transformere den nuværende forståelse af mikrobielle interaktioner fra at være genetisk determinerede til dynamisk plastiske. Dette koncept forventes at afsløre nye biologiske mekanismer for mikrobiel kommunikation og potentielt skabe værktøjer til at styre mikrobielle interaktioner inden for landbrug, industri og økologiske anvendelser. 

Forsker: Yong Zhan, Associate Professor 
Bevillingsbeløb: 2,5 mio. kr. 

Projektbeskrivelse: 

I barske miljøer som oceaner og ørkener kæmper bakterier ofte for at finde føde, selvom de er omgivet af bakteriofager – vira, der normalt inficerer og dræber dem. Fager er 10 gange så talrige som bakterier og udgør en enorm mængde proteiner, fedtstoffer og genetisk materiale. Men fordi fager er kræsne, udgør de fleste ikke en umiddelbar trussel. Vi tror, at bakterier muligvis bruger ikke-infektiøse fager som fødekilde, når næringsstoffer er knappe. For at teste dette vil vi udsulte bakterier som E. coli og fodre dem med fager som eneste fødekilde. Ved hjælp af avancerede værktøjer sporer vi, hvordan bakterier nedbryder fager til næringsstoffer som sukker og aminosyrer, og identificerer de involverede gener. Hvis vi har ret, viser det, at fager ikke kun er rovdyr – de er også en vital fødekilde for bakterier i hårde tider. Denne opdagelse kunne ændre vores forståelse af rovdyr-byttedyr-forhold og mikrobers overlevelse i ekstreme miljøer.