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Projekt
Die Komponenten der Virulenz: Beiträge von Wirt, Erreger und Mikrobiota
Antragstellerin
Dr. Sophie Armitage
Fachliche Zuordnung
Evolution, Anthropologie
Förderung
Förderung seit 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 425876005
Virulenz beschreibt die negative Auswirkung eines Pathogens auf die Gesundheit oder Fitness, und es besteht seit langem Interesse daran zu verstehen, wie Virulenz evolviert. Virulenz wird durch Pathogen- und Wirtsfaktoren bestimmt. In welchem Maße jeder Partner die Virulenzmuster beeinflusst ist allerdings nicht trivial. Dennoch können wir beginnen, die Triebkräfte von Virulenzveränderungen zu verstehen, indem wir die Virulenz in Pathogen- und Wirtskomponenten "zerlegen": Der Erreger trägt zur Virulenz durch a) seine Fähigkeit, sich im Wirt zu vermehren (Ausbeutung), und b) das Ausmaß des Schadens, den er pro Pathogen verursacht (Pathogenität pro Parasit) bei. Der Wirt beeinflusst die Virulenz durch c) die Unterdrückung des Wachstums des Pathogens (Resistenz), und d) die Begrenzung der negativen gesundheitlichen Auswirkungen einer bestimmten Infektionslast (Toleranz). In jüngster Zeit ist das Interesse an der dreiteiligen Interaktion zwischen Wirt, Pathogen und Mikrobiota sowie an der Rolle, die die Mikrobiota bei der Entwicklung der Virulenz von Pathogenen spielt, stark gestiegen. Im Rahmen dieses Projekts schlagen wir vor, die Virulenz vollständig in alle vier Komponenten (a-d) von Wirt und Pathogen zu zerlegen und dabei auch die Interaktion mit der Mikrobiota zu berücksichtigen. Dazu verwenden wir Pathogene, die aus der ersten Förderperiode der Forschergruppe FOR 5026 stammen, und experimentell in An- und Abwesenheit einer Art von kutikulärer Mikrobiota entwickelt wurden. Wir werden zunächst die Virulenz des angestammten und der beiden weiterentwickelten bakteriellen Pathogene im Zusammenhang mit 1) der experimentellen An- und Abwesenheit von Mikrobiota, 2A) dem Geschlecht des Wirts und 3) verschiedenen Wirtspopulationen testen. In jedem Fall werden wir dann den Beitrag der Wirts- und Pathogenkomponenten (a-d) zu diesen Virulenzmustern abschätzen. Um potenzielle Wirtsfaktoren für die Virulenzmuster in 2A aufzudecken, werden wir in 2B die transkriptionellen Reaktionen von Weibchen und Männchen auf systemische Infektionen mit den angestammten und weiterentwickelten Pathogenen analysieren. Es wird erwartet, dass die transkriptionelle Zielsetzung die Schlussfolgerungen aus der Virulenzzerlegung ergänzt (und umgekehrt). Insgesamt bedeutet dieser Ansatz, dass wir die Auswirkungen aus der Sicht des Wirts und des Pathogens gleichzeitig auf zwei Ebenen bewerten können: zuerst breit angelegte Virulenzmuster und anschließend ein tieferes Verständnis der evolutionären Veränderungen durch eine Zerlegung der Virulenz. Dieses Projekt wird Aufschluss über die Verallgemeinerbarkeit von Virulenzmustern geben, es wird uns helfen, verborgene Triebkräfte der Virulenz aufzudecken, und es wird Aufschluss über die Verallgemeinerbarkeit der Komponenten der Virulenz geben.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
