Inhibierung der Phageninfektion durch aktinobakterielle Sekundärmetabolite

• Antragstellerin: Professorin Dr. Julia Frunzke
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 464434020

Spezies der aktinobakteriellen Gattung Streptomyces sind wichtige Produzenten von Sekundärmetaboliten mit einem breiten Spektrum an biologischen Aktivitäten. Dieses Repertoire an bioaktiven Molekülen findet wichtige Anwendungen in der Medizin und Landwirtschaft; so werden z.B. ⅔ der heute bekannten Antibiotika mikrobiellen Ursprungs von Streptomyceten produziert. Eine potenzielle Rolle bei der Abwehr von Virusinfektionen wurde jedoch erst vor kurzem erkannt. Wie eine Phageninfektion die Produktion von Sekundärmetaboliten des jeweiligen Wirts tatsächlich verändert und wie diese zum Schutz vor Virusinfektionen auf multizellulärer Ebene beitragen kann, ist bislang noch nicht untersucht. In vorläufigen Experimenten konnten in unserer Gruppe bereits mehr als 15 neue Phagen isoliert und charakterisiert werden, die verschiedene Streptomyces-Stämme infizieren. Interessanterweise konnte eine intensive Produktion von Sekundärmetaboliten an der Infektionszone in Plaques beobachtet werden, die von Streptomyces coelicolor Phagen gebildet werden. Darüber hinaus zeigten vorläufige Daten, dass verschiedene Aminoglycosid-Antibiotika einen effizienten Schutz vor Virusinfektionen vermitteln können. Das vorgeschlagene Projekt wird sich auf zwei Teilprojekte konzentrieren. Das erste Teilprojekt befasst sich mit den Auswirkungen einer Phageninfektion auf die Antibiotikaprofile von verschiedenen Streptomyces-Stämmen sowie deren potenziellen Rolle bei der Phagenabwehr. Ziel des zweiten Teilprojekts ist es, speziell die antivirale Wirkungsweise von Aminoglykosid-Antibiotika zu untersuchen. Insgesamt besteht ein hohes Synergiepotenzial zwischen den Arbeitspakten der verschiedenen Teilprojekte sowie mit weiteren Projekten innerhalb des Schwerpunktprogramms. Die Experimente werden sowohl intensive Screenings als auch molekularbiologische Ansätze umfassen, die sich mit der Frage befassen, welches Stadium der Phageninfektion durch die jeweiligen Moleküle blockiert wird.Insgesamt werden die im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts geplanten Experimente wichtige Erkenntnisse zu „chemischen Strategien“ der Phagenabwehr bei Streptomyceten liefern und deren Relevanz von der Einzelzell- bis hin zur multizellulären Ebene untersuchen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2330: Neue Konzepte der Virus-Wirt Interaktion in Prokaryoten – von Einzelzellen zu mikrobiellen Gemeinschaften