Funktionelle Charakterisierung der wichtigsten integralen Proteinkomponenten des Parasiten-Wirtszellinterfaces der Blutstadien des menschlichen Malariaerregers Plasmodium falciparum

• Antragsteller: Dr. Tobias Spielmann
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404870441

Die intrazelluläre Entwicklung des menschlichen Malariaerregers Plasmodium falciparum in roten Blutzellen ist für die klinischen Symptome der Malaria verantwortlich. In der roten Blutzelle ist der Parasit durch eine Membran, der parasitophoren Vakuolenmembran (PVM), vom Zytsol der Wirtszelle getrennt. Diese Membran spielt eine Schlüsselrolle in der Interaktion des Parasiten mit der Wirtszelle, aber viele ihrer Funktionen sind bis heute unbekannt oder schlecht verstanden. Die PVM enthält kurze, hoch geladene und in sehr hoher Anzahl vorhandene integrale Membranproteine das sogenannte EXP1 und die ETRAMPs (eine Familie von 14 Proteinen). Diese Moleküle sind die einzigen bis jetzt bekannten Proteine die diese Membran überbrücken (sie enthalten jeweils eine Domäne die in die Wirtszelle reicht und eine, die in auf der Parasitenseite liegt). Frühere Daten deuten darauf hin, dass einige dieser Proteine (einschließlich EXP1), für das Überleben des Parasiten notwendig sind. Diese Proteine spielen darum höchstwahrscheinlich eine kritische Rolle für die Interaktion des Parasiten mit der Wirtszelle. Aufgrund von technischer Einschränkungen konnten sie aber bis jetzt nicht funktionell in P. falciparum Parasiten analysiert werden. Mittels neuer Technologien haben wir einen konditionalen Knock out von EXP1 hergestellt. Im vorgeschlagenen Projekt möchten wir dies zur Studie der Funktion von EXP1 nutzen und diese Technologie auch zur funktionellen Analyse der ETRAMPs anwenden. Zusätzlich haben wir eine neue Variation der Proximitäts-abhängigen Biotinylierung von Proteinen zur Identifizierung von Interaktionspartnern entwickelt die wir zur Identifizierung von Interaktionspartnern von EXP1 und ETRAMPs nutzen möchten. Dadurch wird auch ein Proteom der PVM Außenseite erstellt, was mit anderen Mitteln nur schwer möglich ist. Wir erwarten dass dieses Projekt die Funktion der integralen Hauptproteinkomponenten des Parasiten-Wirtszellinterfaces aufklärt und zum Verständnis beiträgt, wie der Parasit mit der Wirtszelle interagiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen