Het vastleggen van microbiële diversiteit door eencellige fenotypering om de leidende principes te identificeren van subcellulaire organisatie en eencellige proliferatie.

Moderne metagenomica heeft onze ogen geopend voor de immense microbiële diversiteit die zowel onder als in ons bestaat. Ondanks deze diversiteit delen alle microben een vergelijkbare uitdaging, en dat is om te overleven en zich te vermenigvuldigen om te overleven in hun respectievelijke omgevingen. Om dit te bereiken, moeten deze eencellige organismen een grote verscheidenheid aan processen integreren in kleine compartimenten. Microben moeten voedingsstoffen opnemen en metaboliseren om energie te genereren, cellulaire bouwstenen te verzamelen, hun genetisch materiaal te repliceren en te scheiden, hun subcellulaire omgeving te organiseren en hun vorm en grootte te behouden, terwijl ze hun omgeving waarnemen en cellulaire schade herstellen. Hoe microben erin slagen al deze processen te reguleren en te coördineren, zowel in ruimte als in tijd, is momenteel niet goed begrepen. Fundamentele vragen zoals hoe cellen beslissen wanneer ze zich moeten delen, DNA-replicatie initiëren of hun chromosomen scheiden, blijven momenteel onbeantwoord. Het is ook niet bekend in hoeverre deze beslissingen worden gecoördineerd met andere celmorfologische of celcyclusgerelateerde processen, en zo ja, hoe deze coördinatie mechanisch wordt bereikt. Zelfs in gevestigde modelsystemen zoals de prokaryoot Escherichia coli of de eencellige eukaryoot Saccharomyces cerevisiae, waarin de meeste uitvoerders van deze processen bekend zijn, ontbreekt het ons aan begrip van hun coördinatie en regulatie. Bovendien zijn microben er in alle soorten en maten, wat de vraag oproept hoe verschillende organismen deze uitdaging aanpakken en of er algemene en/of soortspecifieke principes bestaan. Ik ben van plan deze basisaspecten van microbiële fysiologie te onderzoeken met behulp van een systeemcelbiologische benadering, gebaseerd op een combinatie van moleculair genetische technieken, epifluorescentiemicroscopie, geautomatiseerde beeldanalyse, high-throughput eencellige fenotypering en geavanceerde data-analysemethoden. Deze benadering zal breed worden toegepast om de leidende principes van intracellulaire organisatie en proliferatie in microben te identificeren, maar ook specifiek om mechanismen van subcellulaire mitochondriale organisatie en hun rol bij mitochondriale ziekten te onderzoeken met behulp van gist als modelsysteem