FOR 5026:  Insektenimmunitaet, Mikrobiota und Pathogene in einem integrierten Ansatz

• Fachliche Zuordnung: Biologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 425876005

Das oberste Ziel dieser Forschungsgruppe ist es, die Auswirkungen des Wirtsimmunsystems und der Mikrobiota auf die Virulenz und Resistenzentwicklung von Pathogenen zu verstehen. Wir untersuchen Insekten, da sie hervorragende Modelle sind, wichtige Ökosystemleistungen erbringen, wichtige Krankheitsüberträger sind und die vielfältigste Tiergruppe darstellen. Wir kombinieren 6 empirische Projekte mit einem integrativen theoretischen und einem bioinformatischen Projekt. Wir werden 6 Insektenarten aus den 3 artenreichsten Gruppen als Wirte und eine Reihe von meist bakteriellen Symbionten und Pathogenen verwenden. Die Projekte beruhen auf einem konzeptionellen Rahmen, der sich aus der laufenden Förderperiode ergibt. P1 wird die Beiträge von Wirt, Mikrobiota und Pathogen zur Evolution der Virulenz am Beispiel der Fruchtfliege untersuchen. Dazu wird die Virulenz in Wirtsresistenz und -toleranz, die Pathogenlast und Pathogenität-pro-Parasit zerlegt, wobei der Schwerpunkt auf nichtkompetitiven Interaktionen liegt. P2 ist ein theoretisches Projekt, das einen mathematischen Rahmen für die Forschungsgruppe erarbeitet, um die Folgen der Interaktionen zwischen Wirten, Mikrobiota und Pathogenen für die Evolution der Virulenz der Pathogene zu verstehen. Es werden populationsdynamische Modelle zum Verständnis der Interaktionen genutzt und es wird mit allen anderen Projekten kooperieren. P3 wird das koevolvierte Honigbienen-Paenibacillus-System zur Untersuchung der Virulenzevolution eines sporenbildenden nekrotrophen Pathogens innerhalb des Wirts untersuchen und auch welche Rolle die Mikrobiota dabeihat. In P4 wird an Lagria-Käfern und ihren symbiotischen Burkholderia-Bakterien die Evolution der Symbionten-Besiedlung im Kontext von Abwehrcocktails untersucht, was einen tiefen Einblick in die Koevolution in einer dreiteiligen Interaktion ermöglicht. P5 wird konzentriert sich auf die Wirte: Wie wird die Regulierung von AMPs im Wirt durch die An/Abwesenheit der Mikrobiota verändert? Am Mehlkäfer wird dabei die Evolution der Virulenz von P. entomophila untersucht. In P6 wird anhand von Kakerlaken und Termiten die Evolution von Immungenen als Reaktion auf die An/Abwesenheit von symbiotischen Blattabakterien untersucht, was vergleichende Einblicke in die Koevolution von Symbionten, der Immunabwehr des Wirts und deren Auswirkungen auf die Pathogenvirulenz ermöglicht. P7 wird den Tradeoff zwischen Virulenz und Übertragung bei einem sporenbildenden Pathogen im roten Mehlkäfer und die Evolution der Virulenz in An/Abwesenheit der Mikrobiota untersuchen. Das bioinformatische Projekt einschließlich der technischen Unterstützung ist zentral, da die meisten empirischen Projekte wesentlich auf Next Generation Sequencing beruhen. Ein Postdoc wird diese Arbeit leiten. Unser neuer kombinierter Ansatz ist wichtig, um neue Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen Wirt, Mikrobiota und Erreger und deren Folgen für die Entwicklung der Virulenz von Krankheitserregern zu gewinnen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Die Evolution der Interaktionen zwischen Symbionten, Pathogenen und dem Immunsystem bei Blattodea (Antragsteller McMahon, Dino )
• Die Komponenten der Virulenz: Beiträge von Wirt, Erreger und Mikrobiota (Antragstellerin Armitage, Sophie )
• Eine theoretische Perspektive zur Frage, wie dreigliedrige Wechselwirkungen zwischen Immunität, Mikrobiota und Pathogenen die Virulenzevolution von Pathogenen beeinflussen (Antragsteller Franz, Mathias )
• Evolution der Virulenz von Paenibacillus larvae, einem Pathogen der Honigbiene (Antragstellerin Genersch, Elke )
• Immunologische Kontrolle der Darmmikrobiota während der Metamorphose (Antragsteller Monaghan, Michael T. )
• In-vivo-Evolution der Pathogenvirulenz; Wechselwirkungen zwischen Wirtsimmunität, Mikrobiota und Pathogenen (Antragstellerin Keshavarz, Ph.D., Maryam )
• Intraspezifische Variabilität und molekulare Regulation einer komplexen Verteidigungssymbiose (Antragsteller Kaltenpoth, Martin )
• Kompromisse im Leben eines Parasiten und der Evolution von Virulenz- Testen der Trade-off Hypothese (Antragstellerin Rafaluk-Mohr, Ph.D., Charlotte )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Rolff, Jens )
• Virulenzentwicklung in einem Wirt: Staphylococcus aureus, Antibiotika und das Immunsystem der Insekten (Antragstellerin Arias Sánchez, Flor Inés )

• Sprecher: Professor Dr. Jens Rolff