Selen beeinflusst Genregulation in Methanogenen

Spurenelemente sind für alle Organismen überlebenswichtig. Viele Lebewesen, darunter der Mensch, sind auf eine ausreichende Versorgung mit Selen (benannt nach der griechischen Göttin des Mondes, Selene) angewiesen. Die zellulären Prozesse, für die Selen wichtig ist, unterscheiden sich in den einzelnen Systemen zum Teil erheblich. Die Methan-bildende Mikrobe Methanococcus maripaludis, die zur Domäne der Archaeen gehört, nimmt bezüglich der Selenverwertung eine Sonderstellung ein: obwohl sie Selen im Zentralstoffwechsel, der Methanogenese, verwendet, ist das Spurenelement unter bestimmten Bedingungen verzichtbar. In der Abteilung Mikrobielle Diversität der Fakultät wurde nun untersucht, wie sich Selenversorgung, bzw. -Mangel auf die globale Geneexpression von M. maripaludis auswirkt. Es zeigte sich, dass fast 7% aller Gene in Abhängigkeit vom zellulären „Selen-Status“ differentiell abgelesen werden, dabei reagieren deutlich mehr Gene auf Selenmangel. Was das im Einzelnen bedeutet, müssen die Forschenden nun ergründen. Die Ergebnisse inspirierten jedoch zu der Frage, ob die Art der Selenquelle, z.B. als selenhaltige Aminosäure, oder flüchtige Methyl-Verbindung, Einfluss auf deren Verwendung hat. In der Tat unterschieden sich die Konzentrationen, die zur Aufnahme und Verstoffwechslung einzelner Selenverbindungen führten um das bis zu 10.000-fache. In Zukunft wollen die Forschenden herausfinden, wie das Vorhandensein des Spurenelements Selen in der Zelle wahrgenommen wird, wie diese Information weitergeleitet wird und über welchen Mechanismus sich letztlich die Genexpression ändert.

Originalarbeit:

Funkner, K., Poehlein, A., Jehmlich, N., Egelkamp, R ., Daniel, R., von Bergen, M. and Rother, M. (2024) Proteomic and transcriptomic analysis of selenium utilization in Methanococcus maripaludis. mSystems 9: e01338-23, doi: 10.1128/msystems.01338-23.

Kontakt:

Prof. Dr. Michael Rother
Institut für Mikrobiologie
TU Dresden
Tel.: 0351-46342611
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