Die Rolle von Membranvesikeln für Virus-Wirts Interaktionen in Archaeen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Susanne Erdmann
• Fachliche Zuordnung: Virologie ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465087098

Prokaryontische Membranvesikel (MVs), in der Literatur auch als extrazelluläre Vesikel (EVs) bezeichnet, sind sphärische Strukturen in Nanogröße (10-300 nm), die von der Zelloberfläche knospen. Inzwischen ist bekannt das MVs mit verschiedenen entscheidenden Funktionen für die Zelle verbunden sind, die vor allem der Kommunikation von Zellen mit ihrer Umgebung dienen. Besonders interessant ist die Erkenntnis das MVs eine wichtige Rolle für die Interaktion zwischen Virus und Wirt spielen. Jüngste Studien haben gezeigt, dass bakterielle MVs sowohl die Infektiosität eines Virus verringern (durch Virusadsorption an MVs) als auch die Infektiosität eines Virus erhöhen können (durch Übertragung eines Virusrezeptors).Im Gegensatz zu Bakterien, die Gegenstand der meisten aktuellen Studien zu MVs sind, ist fast nichts über die Existenz und physiologische Rolle von MVs in Archaeen bekannt. Archaeen umfassen weltweit häufig vorkommende und vielfältige Mikroorganismen. Sie spielen eine entscheidende Rolle für die globale Umweltgesundheit und sind phylogenetisch eng mit Eukaryoten verwandt. Es wurde gezeigt, dass MVs von hyperthermophilen Archaeen und spezialisierte MVs (Plasmidvesikel (PVs)) von halophilen Archaeen (Haloarchaeen) Plasmid-DNA zwischen Zellen übertragen können, was darauf hinweist, dass MVs wichtig für den Gentransfer sein können. Darüber hinaus haben wir kürzlich entdeckt, dass MVs, die von veschiedenen Haloarchaeen-Arten produziert werden, eine starke Anreicherung an speziellen kleinen RNAs zeigen (unveröffentlicht). Dies ist das erste Mal, dass kleine RNAs in MVs von Archaeen gefunden werden. Wir vermuten, dass diese kleinen RNAs an der Zell-Zell-Kommunikation beteiligt sind und einen Einfluss auf Virus-Wirt Interaktionen haben könnten. Die Rolle von MVs für Virus-Wirt Interaktionen wurde für Archaeen noch nicht untersucht.Dieses Projekt konzentriert sich sowohl auf den Einfluss von Viren auf die MV- (und PV-) Produktion in halophilen Archaeen (Haloarchaea) als auch im Besonderen auf die Rolle von MVs (und PVs) für Virus-Wirt Interaktionen von Haloarchaeen. Wir werden die MV-Produktion, die MV-Morphologie und die MV-Zusammensetzung (einschließlich des RNA-Gehalts) verschiedener Haloarchaeen-Stämme unter dem Einfluss verschiedener Viren und unterschiedlicher Umweltstressfaktoren testen. Dies wird unser Wissen über die MV-Bildung und insbesondere den Einfluss von Viren auf die MV-Bildung in Archaeen erheblich erweitern. Wir werden den direkten Einfluss von MVs (physischer Kontakt) und den indirekten Einfluss von MVs (Zell-Zell-Kommunikation und Übertragung von Virusinformationen durch MVs), die aus virusresistenten und virusanfälligen Stämmen isoliert wurden, auf die Infektiosität verschiedener Arten von Viren testen. Dabei wollen wir herausfinden, ob und inwieweit MVs eine Rolle für Virus-Wirt Interaktionen in Archaeen spielen sowie unser Verständnis der Virus-Wirt Interaktionen in Archaeen und im Allgemeinen erheblich verbessern.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2330: Neue Konzepte der Virus-Wirt Interaktion in Prokaryoten – von Einzelzellen zu mikrobiellen Gemeinschaften
• Mitverantwortlich(e): Dr. Coraline Mercier