Anpassung an Wirte und Vektoren in durch Zecken übertragenen menschlichen Pathogenen der Gattung Borrelia

• Antragstellerin: Dr. Noémie Becker
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten ; Evolution, Anthropologie ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 393903649

Vektor-übertragene parasitische Bakterien benutzen eine Reihe von ausgefeilten Strategien, um in ihrem Wirte und Vektoren zu überleben. Ihre Verbreitung hängt von der Verbreitung der Wirte und der kompetenten Vektoren ab. Bakterien können auf Grund von ökologischen Gegebenheiten (z.B. Verfügbarkeit der Wirte), aber auch durch Zufallsprozesse wie genetischer Drift von einer Wirtart zu einer anderen wechseln oder sich an einen neuen Vektor anpassen. Die Erforschung der Gene, die eine derartige Anpassung ermöglichen, kann eine bessere Kontrolle der Krankheitserreger erlauben, sowie zu neuen Strategien der Prävention führen. Wir planen in diesem Projekt Methoden der Populationsgenomik zu benutzen, um genetische Faktoren zu identifizieren, die zur Anpassung an Wirte oder Vektoren in zwei Arten von Lyme-Borreliose-Bakterien beitragen: Borrelia garinii und B. bavariensis. Beide Arten sind in Europa und Asien verbreitet und sind menschliche Pathogene. Die Bakterien benutzen jedoch verschiedene Wirte als Reservoir. Außerdem besteht B. bavariensis aus zwei Populationen, die zwei verschiedene Zeckenarten als Vektoren benutzen. Wir werden Bakterienstämme aus Ostasien, Westeuropa und Russland benutzen, um die Evolution beider Arten zu untersuchen. Wir werden dann die spezifische Evolution von Genen, die vermutlich eine Rolle in Wirt- und Vektorassoziation spielen (kodierend für die sogenannten CRASP-Proteine für Complement Regulator-Acquiring Surface Proteins) und testen, ob diese Gene unter natürlicher Selektion evoluiert sind. Wir werden dann in beiden Borrelia-Arten neue Gene identifizieren, die unter Selektion standen. Schließlich werden wir diese Gene funktionell validieren und so die Rolle der Gene bei der Infektion und beim Überleben in Wirten und Vektoren präziser beschreiben können. Unsere Studie wird den genetischen Mechanismus der Anpassung and den Wirt bzw. Vektor in beiden Arten aufklären sowie erklären können, wie Wirts- und Vektorenwechsel bei Borrelia möglich sind. Diese Erkenntnisse sind von großer epidemiologische Bedeutung, da sie erlauben, die Verbreitung der verschiedenen Borrelia-Arten abhängig von den Wirts- und Vektorenpopulationen vorherzusagen. Unsere Studie wird auch zum Verständnis beitragen, warum einige Borrelia-Arten menschliche Pathogene sind und wie Mechanismen entstanden sind, mit denen sich die Bakterien vor dem menschlichen Immunsystem schützen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen