The Evolution of Malaria Parasites and their Interactions with their Host Cell
Final Report Abstract
Malaria ist eine der häufigsten und gefährlichsten Infektionskrankheiten des Menschen mit mehr als 500 Millionen Fällen und ~ 500.000 Todesopfern pro Jahr. Malaria wird durch Protozoen der Gattung Plasmodium verursacht, die durch Anopheles-Mücken übertragen werden. Fünf Plasmodium-Arten infizieren Menschen, wobei P. falciparum die gefährlichste Form der Malaria verursacht. Die Bekämpfung von Malaria erfordert ein tieferes Verständnis der Phylogenie der Parasiten und der Evolution der molekularen Wechselwirkungen mit dem Wirt. Mit einem Multi-Gen-Ansatz konnten wir die Phylogenie der Haemosporida verlässlich auflösen. Wir konnten zeigen, dass die Gattung Plasmodium monophyletisch ist und Polychromophilus die Schwestergruppe bildet. Weiterhin haben wir gezeigt, dass die öffentlichen Datenbanken mit Parasiten-Sequenzen kontaminiert sind, die zur Rekonstruktion der Beziehung zwischen Apicomplexa verwendet werden konnten. Die Wirts-Parasiten-Interaktion wurde durch die Analyse des Protein-Exports aus P. falciparum in den infizierten Erythrozyten untersucht. Wir konnten nachweisen, dass das Exportmotiv PEXEL (Plasmodium-Export-Element) flexibler ist als allgemein angenommen und dass alternative PEXEL existieren. Weiterhin haben gezeigt, dass die VIR-Proteine in P. vivax eine partielle Cytoadhesion der infizierten Erythrozyten vermitteln können und somit das funktionelle Äquivalent zu PfEMP1 von P. falciparum darstellen. Zudem haben wir ein neues Modell entwickelt, wie PfEMP1 die Bindung von infizierten Erythrozyten an das Endothel der Kapillaren vermittelt. Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Ergebnisse dieses Projekts ein besseres Verständnis der Evolution der Malaria-Pathogenität vermittelt haben.
Publications
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(2015) The Plasmodium falciparum exportome contains non-canonical PEXEL/HT proteins. Mol. Microbiol. 97, 301-314
Schulze, J., Kwiatkowski, M., Borner, J., Schlüter, H., Bruchhaus, I., Burmester, T., Spielmann, T., and Pick, C.
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(2016) Phylogeny of haemosporidian blood parasites revealed by a multi-gene approach. Mol. Phylogenet. Evol. 94, 221–231
Borner, J., Pick, C., Thiede, J., Kolawole, O.M., Kingsley, M.T., Schulze, J., Cottontail, V., Wellinghausen, N., Schmidt-Chanasit, J., Bruchhaus, I., and Burmester, T.
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(2017) Characterisation of Plasmodium falciparum populations that specifically bind to the human endothelial receptors P-selectin, E- selectin, CD9 and CD151. Sci. Rep.7, 4069
Metwally, N.G., Tilly, A.-K., Lubiana, P., Roth, L., Dörpinghaus, M., Lorenzen, S., Schuldt, K., Witt, S., Bachmann, A., Tidow, H., Gutsmann, T., Burmester, T., Roeder, T., Tannich, E., and Bruchhaus, I.
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(2017) Parasite infection of public databases: A data mining approach to identify apicomplexan contaminations in animal genome assemblies. BMC Genomics 18, 100
Borner, J. and Burmester, T.
