X-KINGDOM-MIF - Vergleichende Analyse der Funktion von Macrophage Migration Inhibitory Factor (MIF)-Proteinen in Tier- und Pflanzenreichen

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Bernhagen; Professor Dr. Karl-Heinz Kogel; Professor Dr. Ralph Panstruga
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme ; Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere ; Immunologie ; Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316495857

Der Chemokin-artige Mediator macrophage migration inhibitory factor (MIF) ist ein prominenter menschlicher Krankheitsmarker und ein entscheidender Vermittler von inflammatorischen, infektiösen und Immunkrankheiten wie z.B. dem septischen Schock, der Dickdarmentzündung, Malaria, der rheumatoiden Arthritis und Atherosklerose sowie der Tumorentstehung. Auf Grund des unvollständigen mechanistischen Verständnisses der MIF-Pathobiologie hinken translationale Anwendungen der MIF-Forschung derzeit in der Entwicklung hinterher. Überraschenderweise ist MIF ein evolutionär konserviertes Protein das sich über Phylumgrenzen hinweg in verschiedenen Reichen der Lebewesen finden lässt. Trotz seiner geringen Größe und des Fehlens offensichtlicher modularer Domänen besitzt MIF mehrere Sequenz- und Strukturmotive wie z.B. zwei katalytische Bereiche, die dem Protein eine überraschende funktionale Komplexität verleihen. In den vergangenen Jahren haben die Antragsteller signifikant zur Aufklärung der MIF-Struktur und der Rolle von MIF in menschlicher und pflanzlicher Krankheit beigetragen und eine umfassende in silico-Charakterisierung pflanzlicher MIFs durchgeführt. Im Licht dieser Erkenntnisse ist es das Ziel dieses ANR-DFG-Verbundprojektes, die molekularen Verbindungen zwischen MIF-Proteinen vom Menschen, aus Pflanzen und aus Parasiten (Blattläusen) heruauszuarbeiten, um potentiell konservierte Funktionen dieser Proteine in der Regulation von Immunantworten zwischen verschiedenen Reichen der Lebewesen zu identifizieren. Die Antragsteller weisen kombiniertes Expertenwissen in immunregulatorischen Mechanismen von menschlichem MIF sowie Insekten-Pathobiologie auf und haben eine langjährige Expertise in vergleichender Pflanzen-Immunität und molekularer Genetik in Arabidopsis thaliana und Gerste. Diese sollen gemeinschaftlich dazu genutzt werden, funktionale und strukturelle Eigenschaften von MIF über Phylum-Grenzen hinweg zu analysieren. Die Antragsteller repräsentieren daher ein einzigartiges interdisziplinäres Team, das umfangreiche Kenntnisse in MIF-Biochemie, -Biologie und -Pathobiologie mit Pflanzengenetik, Pflanzenbiotechnologie und der Erforschung von Infektionskrankheiten vereint. Dieses Gemeinschaftprojekt wird es uns ermöglichen, erste Erkenntnisse über die Rolle von MIF-Proteinen in Pflanzen und Insekten zu erlangen sowie die funktionale Relevanz von gemeinschaftlichen und distinkten Motiven in MIF Proteinen in den verschiedenen Reichen der Lebewesen zu ermitteln. Wir werden die systematische Analyse des Struktur-Funktions-Profils von MIF über Phylumgrenzen hinweg nutzen, um die Mechanismen von MIF in Infektionskrankheiten und pflanzlicher Immunität besser zu verstehen. Darüber hinaus stimuliert der Antrag neue Forschungsrichtungen im Hinblick auf die Umgehung der Wirtsimmunität und die evolutionäre Geschichte der MIF-Familie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Christine Coustau, Ph.D.; Dr. Harald Keller