Molekulare Analyse der Apoptoseinhibition durch Chlamydia trachomatis

• Antragsteller: Professor Dr. Georg Häcker
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 234233969

Chlamydia trachomatis (Ctr) ist ein obligat intrazelluläres Bakterium, das sich in einer zytoplasmatischen Vakuole in menschlichen Epithelzellen entwickelt. Ctr hat medizinische Bedeutung insbesondere als infektiöses Agens des Auges und des weiblichen Geschlechtstrakts; wissenschaftlich ist die Interaktion zwischen Wirtszelle und Bakterium hochinteressant und in weiten Bereichen unverstanden. Eine prominente Manipulation der Wirtszelle durch Ctr besteht in der Inhibition von Apoptose: Infizierte Zellen sind gegen Apoptosestimuli effizient geschützt. Diese eindrucksvolle Inhibition ist molekular unverstanden; drei miteinander unvereinbare Hypothesen finden sich in der Literatur. Im laufenden Projekt haben wir Fortschritte im Verständnis des Apoptoseapparats genutzt und uns auf eine stringente experimentelle Testung dieser Hypothesen konzentriert. Überraschenderweise erwiesen sich alle drei Hypothesen als inkorrekt, einschließlich einer, die wir selbst vor einiger Zeit vorgeschlagen hatten. In weiteren Experimenten haben wir uns dann mit der Kartierung der anti-apoptotischen Aktivität befasst. In intakten Zellen und an in vitro rekonstituierten Systemen der mitochondrialen Apoptose haben wir Hinweise darauf erhalten, dass die Aktivität der beiden Effektoren mitochondrialer Apoptose, Bax und Bak, direkt inhibiert ist, möglicherweise durch chemische Modifikation oder durch einen Bindungspartner. In dieser Fortsetzung des Projektes möchten wir die beiden Ziele verfolgen, die inhibitorischen Veränderungen an Bax und Bak zu charakterisieren und die Modifikationen oder Bindungspartner der beiden Proteine zu identifizieren. In Bax-defizienten HeLa-Zellen (um uns zunächst auf Bak zu konzentrieren) werden wir im ersten Teil des Projekts Bak-Änderungen durch limitierte Proteolyse, native Gelelektrophorese und Cross-linking analysieren. Intramolekulare, aktivierungsassoziierte Änderungen von Bak sind in der Literatur bekannt, und diese Experimente werden daher den Schritt herausarbeiten, an dem die Aktivierung von Bak durch Ctr-Infektion blockiert ist. Im zweiten Teil des Projekts werden wir versuchen, Modifikationen und/oder Bindungspartner von Bak zu identifizieren. Durch proteomische Analyse von immunpräzipitiertem Bak werden wir Bindungspartner identifizieren. Durch verschiedene Zugänge einschließlich Proteomics werden wir nach chemischen Modifikationen von Bak suchen. Die Ergebnisse mit Bak werden auch für Bax getestet werden. Identifizierte Mechanismen bakteriellen oder zellulären Ursprungs werden spezifisch ausgeschaltet werden, um ihre Relevanz für Apoptoseinhibition und für die Entwicklung von Ctr zu verstehen. Wir glauben, dass wir hier die Möglichkeit haben, zu verstehen, wie ein wichtiges bakterielles Pathogen menschliche Zellen manipuliert, und neue Details der Aktivierung der zentralen Effektoren mitochondrialer Apoptose, Bax und Bak, herauszuarbeiten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen