Charakterisierung und Entwicklung des Phagen PhiCh1

Spontane Lyse des haloalkalophilen Archaeons Natrialba magadii, führte zur Entdeckung des Phagen phi-Ch1 dem ersten beschriebenen Phagen dieser Species. Electronenmikroskopische Untersuchungen zeigten, daß phi-Ch1 ein typischer Kopf/Schwanz-Phage ist. Morphologisch weist die Abhängigkeit von hohen Salzkonzentrationen (mindestens 2 M NaCI), die für die strukturelle Stabilität und Infektiösität notwendig ist, phi-Ch1 als einen typischen halophilen Phagen aus, mit hoher Anpassung an den Wirt. Die Kapsidproteine (A bis 1) weisen ein Molekulargewicht von 14 bis 80 kDa auf und besitzen niedrige isofelektrische Punkte von pH3.3 bis 5.2. Sequenzierung des Kapsidproteins E-Genes und Homologiestudien zeigten Gemeinsamkeiten mit dem Kapsidprotein hp32 des archaealen Phagen OH auf. Andererseits zeigten die Proteine A und H keine Ähnlichkeiten zu OH. Die Charakterisierung der Nukleinsäuren brachte zum Vorschein, daß sowohl DNA als auch RNA im reifen Phagenpartikel verpackt sind. Das Genom von phi-Ch1 besteht aus linearer, 55 kb Doppelstrang-DNA und RNA- Fragmenten mit einer Größe von 80 bis 700 Basen. Die Funktion dieser RNA ist nicht bekannt. Hybridisierungsexperimente zeigten, daß ein großer Teil der RNA-Fraktion Wirts-spezifisch ist und nur ein kleiner Teil vom Phagen kodiert wird. Dieser Phage soll als Modellsystem benutzt werden, um die Genregulation in Archaea zu studieren. Erst kürzlich konnte durch die Totalsequenzierung archaeeller Genome gezeigt werden, daß Gene, die in der Zellteilung und dem Energie-Metabolismus involviert sind, mehr dem bakteriellen Typus entsprechen, während die Gene für Regulation und Replikation eher dem eukaryotischen System entsprechen. Die Sequenzierung des Phagen-Genoms ist deshalb ein Bestandteil des Projektes, zumal am Beispiel von Methanococcus janaaschii gezeigt werden konnte, daß rund 50 % der gefundenen Gene bereits bekannten Genen zugeordnet werden konnten. Die Etablierung eines Transformationssystems und eines Shuttle-Vektors soll ebenfalls behandelt werden, da ein solches System für haloalkalophile Archaea nicht besteht. Damit soll die Grundlage für eine genetische Untersuchung der haloalkalophilen Archaea gebildet werden. Zum anderen erlaubt dieses System auch die Einführung fremder Gene sowie die Nutzung dieser Archaea für nicht-sterile Fermentationen, sowie die Produktion diverser Proteine in N. magadii.