Identification and characterization of cell membrane receptors of binary actin-ADP-ribosylating toxins

• Applicant: Professor Dr. Klaus Aktories
• Subject Area: Pharmacology
• Term: from 2012 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 214838098

Clostridium difficile ist die Ursache der Pseudomembranösen Kolitis und der Antibiotika-assoziierten Diarrhoe. Die C. difficile ADP-Ribosyltransferase CDT wird häufig in hypervirulenten C. difficile- Stämmen gefunden. Das Toxin gehört zur Familie der binären Aktin-ADP-ribosylierenden Toxine wie C. perfringens Iota-Toxin, C. spiroforme-Toxin und C. botulinum C2-Toxin. In dem vorliegenden Projekt soll der Rezeptor für CDT identifiziert und charakterisiert werden. Die Rezeptor-Identifizierung erfolgt mit haploiden reprogrammierten CDT-sensitiven Hap1-Zellen, die sich nach Toxinbehandlung von der Unterlage ablösen. Nach Insertionsmutagenese mit retroviralen DNA-Elementen und einer umfassenden Parallel-Sequenzierung (deep sequencing) des Genoms von CDT-resistenten Hap1- Zellen konnte der lipolysis-stimulated lipoprotein receptor (LSR) als ein möglicher Rezeptor für CDT und andere Aktin-ADP-ribosylierende Toxine identifiziert werden. LSR ist ein Lipoproteinrezeptor und ein tight-junction-Regulator. Die Interaktion von LSR mit CDT soll charakterisiert und die Rolle des Rezeptors bei der Aufnahme und bei den zytotoxischen Wirkungen von CDT untersucht werden. Andererseits wird der Einfluss von CDT auf die Funktion von LSR analysiert. Identifizierung des Toxinrezeptors und Charakterisierung der Toxinaufnahme sind grundlegend für das Verständnis der Wirkung und pathogenetischen Rolle von CDT und der verwandten Toxine und werden für die Entwicklung von Antitoxinstrategien entscheidend sein.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Panagiotis Papatheodorou