Funktionale und molekulare Charakterisierung von mikroRNAs des Wirtes im Zuge der Infektion mit Salmonellen

• Antragstellerin: Dr. Ana Sofia Bregieiro Eulalio, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 247690251

Bakterielle Krankheitserreger manipulieren ein breites Spektrum von Mechanismen der Wirtszelle, um ihr Überleben und Vermehrung sicherzustellen. Dabei ist noch weitgehend unerforscht, welche Rolle mikroRNAs in dieser Interaktion zwischen Wirt und Pathogen spielen. Da mikroRNAs ein zentraler Bestandteil der Regulation der Genexpression sind, wäre es nicht überraschend, wenn zum einen Bakterien Mechanismen entwickelt hätten um die mikroRNA-basierte Regulation zu ihrem eigenen Vorteil zu manipulieren und zum anderen, wenn die Wirtszellen dieses System zur Ausbildung der antibakteriellen Antwort nutzen würden.Das Ziel dieses Projektes ist die Charakterisierung der molekularen Mechanismen durch die auf der einen Seite ausgewählte mikroRNAs die Salmonellen-Infektion beeinflussen, und auf der anderen Seite die Infektion die Veränderungen der Expression und Funktion der mikroRNAs bewirkt. Durch die funktionale Hochdurchsatzanalyse von mikroRNA-Bibliotheken konnten wir bereits eine gewichtige Rolle von verschiedenen mikroRNAs in der Salmonellen-Infektion beobachten. Unter diesen mikroRNAs konnten wir miR-744, let-7i* und die miR-15 und miR-181 mikroRNA-Familien also solche identifizieren, die die Infektion effizient verhindern. Interessanterweise ist die Abundanz dieser mikroRNAs während der Infektion reduziert, wie wir durch die Analyse der mikroRNA-Expression mittels RNA-Sequenzierung zeigen konnten. Dies legt eine dynamische Interaktion zwischen Wirt und Pathogen nahe.In diesem Forschungsprojekt werden wir die Mechanismen aufklären, durch die miR-744, let-7i* und die miR-15 und miR-181 mikroRNA-Familien die Salmonellen-Infektion regulieren. Dazu werden wir den Effekt der mikroRNAs nicht nur in verschiedenen Phasen der Infektion, sondern auch in verschiedenen Wirtszellen wie Epithelzellen und Makrophagen analysieren. Die Kombination von experimentellen und bioinformatischen Ansätzen wird auch die Identifikation und Charakterisierung derjenigen Ziele der mikroRNAs ermöglichen, die entscheidend für die Hemmung der Salmonellen-Infektion sind.Darüber hinaus werden wir die molekularen Mechanismen aufklären, durch die Salmonellen die Abundanz dieser mikroRNAs verringern können. Wir werden den bakteriellen Stimulus identifizieren, der zur Regulation der mikroRNAs führt, bestimmen ob diese Regulation auf der Ebene der mikroRNA Biogenese und/oder ihrer Stabilität wirkt und prüfen ob die Mechanismen in verschiedenen Zelltypen konserviert sind. Weiter werden wir untersuchen, ob bakterielle Effektorproteine an diesem Prozess beteiligt sind. Letzteres wäre von großer Bedeutung, da bisher noch kein Effektorprotein bekannt ist, das die mikroRNA Regulation in der Säugetier-Wirtszellen moduliert.Zusammenfassend wird dieses Projekt einen substanziellen Beitrag zum Verständnis des Zusammenspiels zwischen Wirt und den bakteriellen Pathogenen leisten, indem es die gezielte Modulation der mikroRNA-Regulation als neuartige Strategie in dieser Interaktion etabliert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen