Tilbake til søkeresultatene

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

SPORE NANOFIBER: Exploring novel extremely heat and chemically resilient nanofibers expressed on bacterial spores

Alternativ tittel: SPORE NANOFIBER: Utforskning av ekstremt varme og kjemisk motstandsdyktige nanofibre på bakteriesporer

Tildelt: kr 9,6 mill.

Evnen til å lage sporer er en bemerkelsesverdig overlevelsesstrategi som benyttes av mange bakteriearter. Sporer av arten Bacillus cereus er til stort besvær for matindustri og annen industri, samt innen medisin og bioforsvar. Sporene er dekorert med mikrometer lange, og noen få nanometer brede, fibre som kalles Enas. Teamet bak prosjektet SPORE NANOFIBER har nylig stått for et stort gjennombrudd der vi har identifisert proteinenhetene som danner disse Ena-fibrene og genene som koder for dem. Ena-fibrene representerer en helt ny type nanofibre, og deres unike strukturelle og selv-monterende egenskaper er ikke beskrevet tidligere. SPORE NANOFIBER prosjektet vil benytte state-of art kryo-elektron mikroskopi, laser-pinsett teknologi, 3D-modellering, genteknologi og funksjonelle analyser for å framskaffe mer kunnskap om Ena-fibrenes sammensetning, 3D struktur, monterings-mekanismer samt biofysiokjemiske og mekaniske egenskaper. Vi vil undersøke Ena-fibrenes betydning for spore-relaterte funksjoner som tilhefting på ikke-biotiske overflater og biofilmdannelse, samt ved kolonisering av humant tarm-epitel, av overflaten på planter og i insektlarver. Dette tverrfaglige prosjektet, med team-medlemmer fra Norge, Belgia og Sverige, som til sammen besitter en utfyllende kompetanse innen mattrygghet, mikrobiologi, strukturell biologi og innen biofysikk, vil gi oss betydelig kunnskap om disse ekstraordinært motstandsdyktige fibrene. Prosjektet har potensiale til å framskaffe kunnskap som kan brukes til å utvikle mer effektive strategier for å forebygge problemer med tilhefting av B. cereus sporer i matindustrien og innen medisin. Ena fibrene er også høy-aktuelle innen bio-nanoteknologi siden de er svært fleksible, svært resistente mot varme og mot kjemisk og enzymatisk nedbrytning, samt at de kan syntetiseres i større mengder. På grunn av sine spesielle egenskaper kan fibrene bidra til nye ideer for fremtidige høy-teknologiske materialer.

Bacillus cereus sensu lato (s.l.) is a large group of bacteria whose endospores are of food safety, industrial, medical and biodefense importance. Their endospores are decorated with multiple micrometres-long, a few nanometres wide fibers (endospore appendages (Enas)). The team behind this proposal has recently forced a major breakthrough by identifying the protein subunits that build the Enas and the genes encoding them. Notably, they represent a completely novel type of proteinaceous nanofibers, with unique structural properties and self-assembly mechanisms, that have never been described before. They are the third type of pili ever described in Gram-positive species and the first spore pili that have ever been structurally and genetically characterized. We have so far identified two major structural types of Enas that are widely distributed among species belonging to the large B. cereus group of bacteria. The SPORE NANOFIBER will use state-of the art cryo-EM, lazer-tweezer technology, 3D-modelling, gene-knockouts, recombinant genes, various functional analyses and an insect larvae infection model to generate knowlede on Enas composition, 3D structure, assembly mechanisms and biophysiochemical and mechanical properties. We will examine the role of Enas in various spore-related functions such as colonization of abiotic surfaces and biofilm formation as well as in spore binding to intestinal mucosal surfaces of humans, animals and insect larvae. The Enas are also of high interest for bio-nanotechnology as they are highly flexible, exhibit an extreme heat-, chemical- and enzymatic resistance, and can be produced in large quantities in vitro. This project has a great potential to generate knowledge that can be used to invent more efficient strategies to prevent or reduce spore attachment-related problems in the food industry and in medicine. Altogether, the proposed project fits well with the call for proposal for “Project for Scientific Renewal”.

Budsjettformål:

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

Finansieringskilder