Nachgefragt: Prof. Dr. Jörg S. Stülke im Interview

Anpassung eines c-di-AMP-freien Stamms an das Wachstum in Gegenwart von Glutamat und Kalium; Die Mutationen aktivieren den Export von Kalium bzw. Glutamat, sie hemmen die Aufnahme der beiden Ionen oder stimulieren den Abbau von Glutamat. Grüner Stern: aktivierende Mutation; roter Stern: inaktivierende Mutation (modifiziert aus Krüger et al., 2021).

Prof. Dr. Jörg S. Stülke ist ein deutscher Biologe und Professor am Institut für Mikrobiologie und Genetik der Universität Göttingen. Die Abbildung zeigt die Anpassung eines c-di-AMP-freien Stamms an das Wachstum in Gegenwart von Glutamat und Kalium. Die Mutationen aktivieren den Export von Kalium bzw. Glutamat, sie hemmen die Aufnahme der beiden Ionen oder stimulieren den Abbau von Glutamat. Grüner Stern: aktivierende Mutation; roter Stern: inaktivierende Mutation (modifiziert aus Krüger et al., 2021).

 

 

1. Nennen Sie bitte 3-5 Kern-Stichpunkte zu Ihrem Forschungsgebiet.
„Bacillus subtilis, RNA-basierte Regulation, Signalmoleküle, minimale Zellen, Datenbanken“

 

2. Was macht für Sie die Faszination an Ihrem Forschungsbereich aus – weshalb haben Sie sich gerade für diese wissenschaftliche Thematik entschieden?
„Zyklisches di-AMP ist das einzige Signalnukleotid, das für die Bakterien, die es bilden, essentiell ist und auf der anderen Seite ist es bei hoher Konzentration toxisch - ein „essentielles Gift“! Dies legt eine ganz zentrale Rolle für die Zelle nahe. Darüber hinaus ist c-di-AMP das einzige Signalmolekül, das einen biologischen Prozess steuert indem es an ein Protein bindet und es so inhaliert und das auch an die das Protein kodierende mRNA bindet und damit die Expression verhindert. Schließlich scheiden viele pathogene Bakterien das c-di-AMP aus, das dann von unserem Immunsystem erkannt wird und eine Immunantwort auslöst.“

 

3. Was ist für Sie das Highlight Ihrer Forschungsergebnisse der letzten 5 Jahre?
„Das c-di-AMP ist ein Anzeiger für die Kaliumkonzentration. Wir haben gefunden, dass die Kontrolle des Kaliumhaushaltes die Funktion ist, die c-di-AMP essentiell und bei hoher Konzentration toxisch macht. Darüber hinaus haben wir entdeckt, dass bei sehr geringen Kaliumkonzentrationen, wenn wichtige zelluläre Funktionen nicht mehr richtig ablaufen können, ein c-di-AMP-Bindeprotein, welches dann frei vorliegt, zur globalen Umprogrammierung aller zellulären Aktivitäten führt.“

 

4. Bitte nennen Sie 2-5 Schlüsselpublikationen zu Ihrem Highlight-Thema.

  • Gundlach, J., Herzberg, C., Kaever, V., Gunka, K., Hoffmann, T., Weiß, M., Gibhardt, J., Thürmer, A., Hertel, D., Daniel, R., Bremer, E., Commichau, F. M., & Stülke, J. (2017) Control of potassium homeostasis is an essential function of the second messenger cyclic di-AMP in Bacillus subtilis. Science Signal. 10: eaal3011.
  • Gundlach, J., Krüger, L., Herzberg, C., Turdiev, A., Poehlein, A., Tascón, I., Weiß, M., Hertel, D., Daniel, R., Hänelt, I., Lee, V. T., & Stülke, J. (2019) Sustained sensing in potassium homeostasis: Cyclic di-AMP controls potassium uptake by KimA at the levels of expression and activity. J. Biol. Chem. 294: 9605-9614.
  • Stülke, J. & Krüger, L. (2020) Cyclic di-AMP signaling in bacteria. Annu. Rev. Microbiol. 74: 159-179.
  • Krüger, L., Herzberg, C., Rath, H., Pedreira, T., Ischebeck, T., Poehlein, A., Gundlach, J., Daniel, R., Völker, U., Mäder, U. & Stülke, J. (2021) Essentiality of c-di-AMP in Bacillus subtilis: bypassing mutations converge in potassium and glutamate homeostasis. PLoS Genet. 17: e1009092.
  • Krüger, L., Herzberg, C., Wicke, D., Bähre, H., Heidemann, J. L., Dickmanns, A., Schmitt, K., Ficner, R., & Stülke, J. (2021) A meet-up of two second messengers: The c-di-AMP receptor DarB controls (p)ppGpp synthesis in Bacillus subtilis. Nat. Commun. 12: 1210.

 

5. Von welchen Ihrer Interessen außerhalb der Naturwissenschaft hat Ihre wissenschaftliche Arbeit profitiert? Gibt es da etwas?
„Schwer zu sagen“

 

6. Wie bekommen Sie den Kopf frei, wenn ein Projekt mal stockt bzw. wann fallen Ihnen die besten Lösungsansätze für eine aktuelle Fragestellung ein?
„Das kommt spontan, wann es will“

 

7. Welchen Geheimtipp würden Sie gerne angehenden Wissenschaftler/innen mit auf den Weg geben?
„Konsequent den eigenen Interessen folgen, und einen erfahrenen Wissenschaftler/ eine erfahrene Wissenschaftlerin auswählen, dem/der man vertraut und in jeder Situation um Rat und Unterstützung bitten kann“

 

 

Den Artikel von Jörg S. Stülke finden Sie in der BIOspektrum-Ausgabe 3/21: „Zyklisches di-AMP – ein esenzielles Signalmolekül mit vielen Facetten