Interaktion der erhährungsbedingten Effekte auf die Mikrobiota mit dem Immunsystems des Wirtes und der daraus konsultierende Einfluss der Heilung der Mukusschicht

• Antragsteller: Professor Dr. Martin von Bergen
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Immunologie ; Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 237602025

Die Wechselwirkung zwischen der Mikrobiota und dem Wirt trägt wesentlich zur Gesundheit des Wirtes bei. Sowohl die immunologische als auch die metabolische Interaktion vollzieht sich an der Kontaktzone zwischen Mikrobiota und Darmgewebe, der Mukusschlcht. Bei entzündlichen Erkrankungen, wie der chemisch induzierten Colitis 1st der Aufbau der Mukusschlcht verändert und darüber hinaus sind starke Veränderungen In der Phylogenle der mikrobiellen Diversität bekannte Folgen dieser Eri^rankung. Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass sich die mikrobielle Diversität und Funktionalität deutlich zwischen dem Darminhalt und der Mukusschlcht unterscheiden. Da die phylogenetische Erfassung der mikrobiellen Diversität nur sehr eingeschränkt Rückschlüsse auf die tatsächlich stattfindenden metabolischen Prozesse eriaubt, soll deren Erfassung Im Fokus dieses Projektvorhabens stehen. Hierfür steht mit dem „Protein stable Isotope probing" eine Inzwischen sehr gut etablierte Variation der Metaproteomlcs zur Verfügung, die es eriaubt, den Fluss von stabilen Isotopen wie 13C oder 15N Innerhalb einer mikrobiellen Gemeinschaft zu verfolgen. Hierzu werden der Nahrung entweder 13C oder 15N haltige Substrate zugesetzt und deren Einbau In Proteine mittels hochauflösender Massenspektrometrie bestimmt. In der Datenauswertung liefert die Sequenzierung der Peptide die phylogenetische Information und die Elnbaubestimmung ein Maß für die metabolische Aktivität. In zeltaufgelösten Studien ermöglichen die artspezifischen Einbaumuster zusätzlich noch die Identifizierung von direkter und Indirekter Substratvenwertung. Darüber hinaus kann ebenso der Kohlenstoff- und Stlckstofffluss von der Mikrobiota in das Wlrtsgevyebe bestimmt werden, woraus sich auf die Aktivität und Funktionalität der metabolischen Synapse schließen lässt. Die Folgen für den Stoffwechsel des Wirtsorganismus sollen durch die Messung einer Vielzahl von Metaboliten Im Serum des Wirtes nachvollzogen werden. Die metabolische Synapse 1st auch von der Reaktion der Endothelschlcht auf die mit der Colitis einhergehenden entzündlichen Prozesse betroffen. Deshalb sollen In einem globalen Proteomansatz die allgemeine molekulare Reaktion In Endothelzeilen und In einem Phosphoproteomansatz die spezifischen Signalwege In Endothelzeilen als Reaktion auf die mit der Colitis einhergehenden Prozesse ermittelt werden.Zusammenfassend sollen in diesem Projekt metabolische Reaktionen und Interaktionen In der Mikrobiota und auch mit dem Wirtsgewebe In Abhängigkeit von entzündetem Darmgewebe Identifiziert werden. Darüber hinaus werden Einsichten In die Reaktion und Funktion der Endothelzeilen im betroffenen Gewebe erwartet. Außerdem werden wir die Unterstützung für andere Gruppen im SPP in Bezug auf proteomische und metaproteomische Analysen anbieten.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1656: Intestinale Mikrobiota - Ein mikrobielles Ökosystem an der Grenze zwischen Immunhomöostase und Entzündung
• Mitverantwortlich: Dr. Jörg Lehmann