Phototaxis je schopnost organismů pohybovat se směrově v reakci na světelný zdroj. Mnoho sinic vykazuje fototaxi, a to jak směrem k světelnému zdroji, tak od něj. V prostředí bude pravděpodobně výhodou schopnost pohybovat se do optimálních světelných podmínek pro fotosyntézu. Zajímá nás zejména to, jak buňky vnímají světlo různých vlnových délek; zapojené fotoreceptory a kaskáda přenosu signálu zapojená do tohoto procesu.
pitvat proces pohyblivost a phototaxis v Synechocystis sp. vytvořili jsme knihovnu transpozon-tagged motility-mutantů. Několik z těchto tagged-pohyblivost mutanti mapovány na chemotaxe-jako geny na lokusech, které jsme pojmenovali daňové loci. Role chemotaxe proteinů v signální transdukci, jsou poměrně dobře zřejmé, v bičovali střevních bakterií, ale mnohem méně v jiných systémech. Synechocystis sp. má tři daňové lokusy, z nichž dva se podílejí na odezvách pohyblivosti. Narušení lokusu tax1 (který obsahuje fotoreceptor, TaxD1) produkuje mutanty, které jsou negativně fototaktické, zatímco mutanty tax3 jsou nehybné a nemají pili. Několik nových mutantů, které jsou aberantní ve fototaxi, je charakterizováno pomocí biochemických a genetických přístupů. Vyvinuli jsme předběžný model phototaxis a vývoj systému pro analýzu phototaxis v termofilní sinice izolované z mikrobiální rohože.
ukázali jsme, že v modelovém organismu Synechocystis. SP. fototaxe je povrchově závislý jev, který vyžaduje spíše pili typu IV než bičíky. Mnoho gramnegativních bakterií má pili typu IV, což jsou dlouhé multifunkční, bílkovinné povrchové přídavky. Zajímavé je, že pili typu IV jsou vyžadovány pro různé funkce, jako je sociální motilita, rozpoznávání hostitelských patogenů, schopnost přijímat exogenní DNA a při tvorbě biofilmu.
v Současné době jsme pomocí časosběrné video mikroskopie a sledování programů, sledovat jednotlivé buňky a populace se ptát na základní otázky o parametry, které upravují motilitu. Ve spolupráci s Doronem Levym (Katedra matematiky, University of Maryland) modelujeme sociální dynamiku v pohyblivosti závislé na povrchu. Nedávno jsme také nastavit spolupráci s K. C. Huang je skupina (Oddělení Bioinženýrství, Stanford) pro simulaci a kontrolu povrchu závisí pohyblivost. Je pravděpodobné, že buňky fungují jako skupiny a dynamika skupinové komunikace může být zprostředkována prostřednictvím pili a molekulárních signálů, jako je cAMP. Úloha komunikace je zvláště důležitá pro mikrobiální rohože a další bakteriální komunity v přírodním prostředí.
filmy a obrázky: již brzy!
relevantní publikace (PDF verze dostupná pod publikacemi)
1. Burriesci M. and Bhaya D. (2008) sledování fototaktických reakcí a modelování motility Synechocystis sp. kmen PCC6803 J.Fotochem. Fotobiol. 91 (2-3): 77-86
2. Bhaya, D, Levy, D., Requeijo, T. Skupinová dynamika Fototaxe: interagující stochastické Mnohočásticové systémy a jejich Mez kontinua, s. Benzoni-Gavage a D. Serre (Eds.), „Hyperbolické problémy: teorie, Numerika, aplikace“, Sborník jedenácté Mezinárodní konference o hyperbolických problémech, Lyon, 2006. Springer-Verlag, Berlín, 2008, s. 145 — 159.
3. Bhaya, D., (2004) světelné záležitosti: Fototaxe a přenos signálu v jednobuněčných sinicích Mol. Mikrobiol. 53: 745-754 4. Ng, W-O, Grossman a. R. A D. Bhaya (2003) více světelných vstupů řídí fototaxi v Synechocystis sp. Kmen PCC6803 J.Bakteriol 185: 1599-607.
5. Bhaya D, Takahashi, Shahi P. a. R. Grossmana (2001) Román pohyblivost mutanti z Synechocystis PCC6803 generovány in vitro transposon mutageneze. J. Bacteriol. 183: 6140-6143
6. Bhaya, D., Fazeli F, Nakasugi K. N., a Burriesci M., (2006) Phototaxis a zhoršená pohyblivost v adenylyl cyklázy a cyklázy receptor protein mutace Synechocystis sp. Kmen PCC6803 J. Bakteriol 188: 7306-7610
7. Bhaya D, Takahashi, A A A R. Grossman (2001) regulace světla motility závislé na typu pilus chemosenzorovými prvky v Synechocystis PCC 6803. Proc. Natle. Acad. Věda. USA, 98: 7540-7545
8. Bhaya, D, N. R. Bianco, D. Bryant a. a. R. Grossman (2000) pilus Typu IV biogeneze a pohyblivosti u sinice Synechocystis sp. PCC6803. Molo. Mikrobiol. 37: 941-951
9. Bhaya, D. a. a. R. Grossman (1999) role alternativní sigma faktor v motility a pilus formace v sinice Synechocystis sp. kmen PCC6803. Proc. Natle. Acad. Věda. U. S. a., 96: 3188-3193