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TRR 261:  Zelluläre Mechanismen der Antibiotika-Wirkung und -Produktion

Fachliche Zuordnung Medizin
Biologie
Chemie
Förderung Förderung von 2019 bis 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398967434
 
Im TRR „Zelluläre Mechanismen der Antibiotikawirkung und -Produktion“ (Akronym 'antibiotic CellMAP') untersuchen wir Wirkmechanismen von Antibiotika in bakteriellen Zielzellen (Projektbereich A) und Mechanismen der Antibiotikabiosynthese in bakteriellen Produzentenzellen (Projektbereich B). Bakterielle Produzentenzellen schützen sich selbst vor den Schäden, die sie in Zielzellen verursachen. Daher profitieren die beiden Bereiche voneinander, und in der zweiten Förderperiode werden in vielen Projekten Aspekte beider Projektbereiche untersucht. Charakteristisch für CellMAP ist das starke Interesse an der Zellbiologie und Physiologie von Bakterien, die den Antibiotika ausgesetzt sind. Alle Projekte haben einen klaren zellulären Fokus und stellen Fragen zur Antibiotikawirkung und -produktion, die nicht allein durch molekulare in vitro Experimente beantwortet werden können. Bei der Untersuchung der Antibiotikaschäden behalten wir die strukturelle und metabolische Komplexität der Zielzellen im Auge. Wir betrachten primäre und sekundäre Zielmoleküle, unmittelbare und nachgeschaltete Wirkungen, räumliche und zeitliche Eingriffe in die zelluläre Organisation, Anpassung der Metabolitenflüsse, schützende Stressreaktionen und entstehende Mutationen. In den Produzentenzellen berücksichtigen wir Stoffwechselbelastung, Zugang zu metabolischen Vorstufen, das Zusammenspiel der Biosynthesemaschinen und die biologische Funktion der Produkte. Zur Synergiebildung verfolgen wir Schwerpunktthemen. Viele Antibiotika wirken auf die Zellhülle, und wir untersuchen ihren Einfluss auf deren Integrität und Funktion. Große biosynthetische 'Mega'-Komplexe betreiben Antibiotikabiosynthese und andere sind wichtige antibiotische Zielmoleküle. Wir untersuchen die koordinierten Abläufe an diesen Komplexen in Raum und Zeit sowie ihre Desorganisation durch Antibiotika. Regulatorische Signale und Schaltkreise, ihre Fehlregulation durch Antibiotika und Anpassungsprozesse zur Wiederherstellung der Zellfunktion sind wiederkehrende Themen in vielen Projekten. In der zweiten Förderperiode kommen zwei weitere Schwerpunktthemen hinzu: "Schutz vor Antibiotika-Wirkung" und "Antibiotika-Interaktionen - Synergismus/Antagonismus". Wir möchten das Grundlagenwissen in zwei Bereichen erweitern, die in der Antibiotikatherapie von größter Bedeutung sind: die zunehmende Antibiotika-Resistenz und die Nachfrage nach Antibiotika-Kombinationstherapien. In der zweiten Förderperiode erhöhen wir die Komplexität unserer Untersuchungen. Wir vergleichen z.B. verwandte Wirkstoffe, ähnliche Zielmoleküle, Inhibitoren und Aktivatoren desselben Zielmoleküls, Wechselwirkungen zwischen Genclustern, Metabolitenflüsse, Regelkreise und Proteom-weite Nebeneffekte. CellMAP betreibt Grundlagenforschung. Wir möchten wir das Grundlagenwissen erweitern, das für eine nachhaltige Antibiotikaforschung essentiell ist, und gleichzeitig Einblicke in grundlegende Prinzipien des prokaryotischen Lebens erlangen.
DFG-Verfahren Transregios

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Eberhard Karls Universität Tübingen
Mitantragstellende Institution Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
 
 

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