Phototaxis Er organismenes evne til å bevege seg i retning av en lyskilde. Mange cyanobakterier utviser fototakse, både mot og bort fra en lyskilde. I miljøet er evnen til å bevege seg inn i optimale lysforhold for fotosyntese sannsynligvis en fordel. Vi er spesielt interessert i hvordan celler oppfatter lys av forskjellige bølgelengder; fotoreceptorene involvert og signaltransduksjonskaskaden involvert i denne prosessen.

for å dissekere prosessen med motilitet og fototakse I Synechocystis sp. vi genererte et bibliotek med transposon-merkede motilitetsmutanter. Flere av disse merkede motilitetsmutantene kartlagt til kjemotakslignende gener på loci som vi kalte skattelokiene. Rollene til kjemotakseproteiner i signaltransduksjon er ganske godt forstått i flagellerte enteriske bakterier, men mye mindre i andre systemer. Synechocystis sp. har tre skatt loci, hvorav to er involvert i motilitet svar. Forstyrrelse av tax1 locus (som inneholder en fotoreseptor, TaxD1) produserer mutanter som er negativt fototaktiske mens tax3 mutanter er ikke-motile og har ingen pili. Flere nye mutanter som er avvikende i phototaxis blir karakterisert ved hjelp av biokjemiske og genetiske tilnærminger. Vi har utviklet en foreløpig modell av fototakse og utvikler et system for å analysere fototakse i termofile cyanobakterier isolert fra mikrobielle matter.
Vi har vist At I modellen organismen Synechocystis. sp. phototaxis er et overflateavhengig fenomen som krever type IV pili i stedet for flagella. Mange Gram negative bakterier har TYPE IV pili, som er lange multifunksjonelle, proteinholdige overflatebakterier. Interessant Er TYPE IV pili nødvendig for ulike funksjoner som sosial motilitet, vertspatogen anerkjennelse, evnen til å ta opp eksogent DNA og i biofilmdannelse.

For Tiden bruker vi time lapse video mikroskopi og sporing programmer for å følge enkeltceller og populasjoner for å stille grunnleggende spørsmål om parametrene som styrer motilitet. I samarbeid Med Doron Levy (Matematisk Institutt, University Of Maryland) modellerer vi sosial dynamikk i overflateavhengig motilitet. Vi har nylig også satt opp samarbeid med Kc Huangs gruppe (Department of Bioengineering, Stanford) for å simulere og kontrollere overflateavhengig motilitet. Det er sannsynlig at celler fungerer som grupper, og dynamikken i gruppekommunikasjon kan formidles gjennom pili og molekylære signaler som cAMP. Kommunikasjonsrollen er spesielt relevant for mikrobielle matter og andre bakterielle samfunn i naturlige miljøer.

FILMER OG BILDER: KOMMER SNART!

RELEVANTE PUBLIKASJONER (PDF versjon tilgjengelig Under Publikasjoner)
1. Burriesci m. og Bhaya D. (2008) Sporing fototaktiske responser og modellering motilitet Av Synechocystis sp. stamme PCC6803 J. Photochem. Photobiol. 91 (2-3): 77-86
2. Bhaya, D, Levy, D., Requeijo, T. Gruppedynamikk Av Fototakse: Interagerende Stokastiske Mange Partikler Systemer og Deres Kontinuum Grense, I S. Benzoni-Gavage og D. Serre (Eds .), «Hyperbolske Problemer: Teori, Tall, Applikasjoner», Proceedings Of The Ellevte International Conference on Hyperbolic Problems, Lyon, 2006. Springer-Verlag, Berlin, 2008, s. 145-159.
3. Bhaya, D., (2004) Lysforhold: Fototakse og signaltransduksjon i encellede cyanobakterier Mol. Mikrobiol. 53: 745-754
4. Ng, W-O, Grossman A. R. og D. Bhaya (2003) Flere lysinnganger styrer fototaksi I Synechocystis sp. Stamme PCC6803 J.Bakteriol 185:1599-607.
5. Bhaya D, Takahashi A, Shahi P., og A R. Grossman (2001) Roman motilitet mutanter Fra Synechocystis PCC6803 generert av in vitro transposon mutagenese. J. Bakteriol. 183: 6140-6143
6. Bhaya, D., Fazeli F, Nakasugi Kn, And Burriesci M., (2006) Fototaksi og nedsatt motilitet i adenylylcyklase og syklasereseptor proteinmutanter Av Synechocystis sp. Stamme PCC6803 J. Bakteriol 188: 7306-7610
7. Bhaya D, Takahashi, A og A R. Grossman (2001) lysregulering Av TypeIV pilus-avhengig motilitet av kjemosensorlignende elementer I Synechocystis PCC 6803. Proc. Natl. Acad. Sci. Usa, 98:7540-7545
8. Bhaya, D, N. R. Bianco, D. Bryant Og A. R. Grossman (2000) Type IV pilus biogenese og motilitet i cyanobacterium Synechocystis sp. PCC6803. Mol. Mikrobiol. 37: 941-951
9. Bhaya, D. Og A. R. Grossman (1999) rollen som en alternativ sigma-faktor i motilitet og pilusdannelse i cyanobacterium Synechocystis sp. stamme PCC6803. Proc. Natl. Acad. Sci. Usa, 96: 3188-3193