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Projekt
Einbindung multizellulärer Abwehrstrategien im Kontext des bakteriellen Immunsystems
Antragstellerin
Professorin Dr. Julia Frunzke
Fachliche Zuordnung
Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 464434020
Die letzten Jahre haben ungeahnte Einblicke in die Komplexität des prokaryotischen antiviralen Immunsystems geliefert. Dies erstreckt sich auch auf antivirale Strategien auf der multizellulären Ebene, wie die Sekretion von antiviralen (antiphage) Molekülen, die von Bakterien produziert werden sowie die Freisetzung von Membranvesikeln oder die Entwicklung von transienter Phagenresistenz. In der ersten Förderperiode von SPP 2330 konnten wir zeigen, dass Aminoglykosid-Antibiotika, welche von Streptomyceten produziert werden, die Infektion von Phagen hemmen, indem sie ein frühes Stadium des viralen Lebenszyklus blockieren. Dieser Effekt wurde auch unter Verwendung des Kulturüberstandes (spent medium) des natürlichen Produzenten des Aminoglykosids Apramycin (Streptoalloteichus tenebrarius) nachgewiesen, was die physiologische Relevanz dieses Phänomens unterstreicht. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass typische Mechanismen, die Resistenz gegenüber Aminoglykosid-Antibiotika vermitteln, wie Modifikationen des Moleküls selbst oder des bakteriellen Targets (16S rRNA), die antibakteriellen Eigenschaften der Verbindungen aufheben, jedoch nicht mit den antiviralen Eigenschaften interferieren. Diese Erkenntnisse legen nahe, dass die Ziele für die antibakterielle und die antivirale Funktion unterschiedlich sind. Bei der Untersuchung der Phageninfektion in Streptomyces beobachteten wir außerdem, dass die Phageninfektion die Bildung von transient-resistenten Myzel am Infektions-Interface auslöst. Wir konnten zeigen, dass diese morphologische Veränderung entscheidend für die Eindämmung viraler Infektionen ist. Basierend auf diesen Vorarbeiten, werden wir in dem beantragten Projekt untersuchen, welche Phagen-Charakteristika die Sensitivität gegenüber antiviralen Sekundärmetaboliten beeinflussen. Besonderen Augenmerk werden wir hier auf den Einfluss epigenomischer Modifikationen legen. Des Weiteren werden wir untersuchen, wie die Phageninfektion die Ausbilung transienter Phagenresistenz verursacht und dabei insbesondere die Rolle von amyloiden Oberflächenproteinen (Rodlins und Chaplins) bewerten. In diesem Kontext werden wir außerdem die Rolle von Phagen-kodierten WhiB-like Proteinen, die zu den häufigsten Regulatoren in Actinobacteriophagen gehören, bei der Modulation von Wirtsantworten aufklären. Abschließend streben wir die Integration von multizellulären Abwehrstrategien in den Kontext des bakteriellen Immunsystems an, indem wir potenzielle synergistische Interaktionen mit anderen Abwehrsystemen untersuchen. Insgesamt erwarten wir, dass die Ergebnisse dieses Projekts unser Verständnis von multizellulären Abwehrstrategien erweitern und eine umfassendere Perspektive auf das prokaryotische antivirale Immunsystem bieten werden.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
