Inside out - Die Rolle mykobakterieller ESX-Sekretionssysteme beim Phagosomenaustritt

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Gutsmann
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie ; Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 446371725

Ziel des Projektes ist die Aufklärung der Rolle von Typ VII Sekretionssystemen (T7SS) beim Phagosomenaustritt von pathogenen Mykobakterien. Insbesondere werden wir uns auf die inter- und intraspeziesgenetische Diversität der ESX-Sekretionssysteme und auf die strukturelle und funktionelle Variabilität der T7SS-Substrate der WXG100-Superfamilie konzentrieren. Basierend auf den Ergebnissen eines umfassenden in silico Screenings wird eine Auswahl von WXG100-Proteinen, die die genetische Variation innerhalb der Gattung repräsentieren, rekombinant exprimiert, um den Einfluss von strukturellen Veränderungen auf die Proteinfunktion zu untersuchen. Die Rolle von ESX-Substraten bei dem Austritt aus den Phagosomen wird mit Hilfe von Makrophagen aus menschlichem und Rinderblut analysiert. Um die komplexe Interaktion von ESX-Substraten mit biologischen Membranen zu entschlüsseln, werden wir hochauflösende Mikroskopie (EM, AFM, STORM) an intrazellulären Bakterien in Makrophagen und verschiedene biophysikalische Techniken (Spektroskopie, Elektrophysiologie, Bindungsassays) an natürlichen und rekonstituierten gut definierten Lipidmembransystemen verwenden. Die spezifische Rolle der ESX-Moleküle beim Austritt von Mykobakterien wird durch Zugabe der puren aufgereinigten Proteine, in rekonstituierten liposomalen Containern verkapselten Proteinen sowie inaktivierte Mykobakterien in verschiedene Zellkultursysteme nachgeahmt. Die Struktur von WXG100-Monomeren und Heterodimeren wird ebenso charakterisiert wie die molekulare Basis von Protein-Membran-Wechselwirkungen zwischen WXG100-Proteinen und biologischen Membranen mit besonderem Fokus auf pH-, Lipid-, Spannungs- und Proteinstruktur-Spezifitäten.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2225: Wirtszellaustritt intrazellulärer Pathogene