Molekulare Muster zur Erkennung und Diskriminierung von Pilzen während der Phagozytose durch räuberische Amöben

• Antragsteller: Professor Dr. Falk Hillmann
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen ; Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 439291664

Pilze spielen nicht nur in allen terrestrischen Ökosystemen eine zentrale Rolle, sondern treten auch immer wieder als Krankheitserreger bei vielen höheren Organismen auf. Ob deren Virulenz-assoziierte Eigenschaften auf wechselseitige Beziehungen mit anderen Mikroorganismen zurückgeführt werden können, ist derzeit nicht geklärt. Amöben bilden innerhalb der Eukaryoten eine Gruppe, die sich insbesondere durch Einzelligkeit und eine räuberische Lebensweise auszeichnet, die einen kontinuierlichen Selektionsdruck auf Mikroorganismen ausübt. Ihre undefinierte Zellform erlaubt es ihnen Mikroorganismen zu umfließen und einzuschließen. Solch eine Phagozytose nutzen auch Zellen des Immunsystems bei Menschen und höheren Tieren um pathogene Bakterien und Pilze unschädlich zu machen. Obwohl ihre Rolle als Mikropredatoren und ihr Potenzial zum Studium phagozytischer Prozesse gut bekannt sind, hat die komplexe Biologie der Amöben die Anzahl zur Verfügung stehender Modellsysteme bisher auf ein einziges begrenzt – Dictyostelium discoideum. Innerhalb des Projekts soll die erst kürzlich isolierte, pilzfressende Spezies Protostelium aurantium als Modellprädator eingesetzt werden. Da P. aurantium auch in größerem Maßstab kultiviert werden kann und seit kurzem ein vollständig sequenziertes und annotiertes Genom zur Verfügung steht, eignet sich die Amöbe als hervorragendes Modell um molekulare Erkennungsmuster und intrazelluläre Lyse auch im Hochdurchsatzverfahren zu untersuchen. Durch einen gezielten Ansatz zur Rolle essentieller Kofaktoren und das Screening definierter Mutanten, sollen einzelne Gene und Stoffwechselwege identifiziert werden, die unter besonderem Selektionsdruck im dieser Räuber-Beute-Beziehung stehen. Da es sich bei der Phagozytose um einen von Amöben bis zu Immunzellen hochkonservierten Prozess handelt, ist davon auszugehen, dass diese Faktoren auch von infektionsbiologischer Relevanz sind. Das Projekt eröffnet somit eine bisher kaum beachtete ökologische und evolutionsbiologische Perspektive zur Pathogenität von Pilzen und damit die Chance neue Schlüsselfaktoren für die Virulenz und Diagnostik zu identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartner: Professor Dr. Robin May