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Projekt
Glcocode-vermittelte Bakteriophagen-Wirtinteraktion in der Evolution des Genus Staphylococcus
Antragsteller
Professor Dr. Andreas Peschel
Fachliche Zuordnung
Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465126486
Die verschiedenen Staphylococcus-Arten treffen in ihrem natürlichen Lebensraum, der menschlichen Nasenhöhle und Haut, auf eine große Vielfalt von Phagen. Die Empfänglichkeit für bestimmte Phagen hat ihre Vor- und Nachteile - sie bestimmt die Anfälligkeit für die Abtötung durch Phagen, aber auch den Zugang zum gemeinsamen Genpool einer Art, denn Phagen sind das wichtigste Vehikel für den horizontalen Gentransfer bei Staphylokokken. Tatsächlich wird die fortwährende Evolution neuer Antibiotikaresistenzen, Virulenz- und Fitnessmerkmale der Gattung durch die Übertragung von Phagen bestimmt. Wir fanden heraus, dass die fakultativen Krankheitserreger Staphylococcus aureus und Staphylococcus epidermidis die art- und stammspezifische Struktur der Wandteichosäure (WTA) Glykopolymere der wichtigsten Phagen-Bindestrukturen an der Bakterienoberfläche, verändern können, um die Anfälligkeit gegenüber bestimmten Phagen zu beeinflussen. Der Weg der WTA-Glykosylierung in der Coagulase-negativen Staphylococcus (CoNS)-Spezies S. epidermidis wurde entschlüsselt, was wichtige Einblicke in die Rezeptorpräferenzen von Phagen für S. epidermidis und andere CoNS-Spezies ermöglichte. Die WTA-Glykosylierung durch verschiedene Hexosen erwies sich als besonders entscheidend für die Bindung spezifischer Phagengruppen, und die Genome von Staphylokokken unterschieden sich durch unterschiedliche Sätze von WTA-Glykosyltransferasen. Wir analysierten auch die rezeptorbindenden Proteine (RBPs) der wichtigsten Staphylococcus-Phagengruppen und entwickelten eine RBP-basierte Typisierungsmethode, mit der sich die Phagenspezifität für opportunistischer CoNS-Erreger vorhersagen lässt. Wir haben festgestellt, dass S. epidermidis und möglicherweise auch andere CoNS mindestens zwei Glykosylierungswege für die WTA-Modifikation mit unterschiedlichen Zuckern nutzen. Wir werden alternative Glykosylierungswege und deren Regulierung identifizieren, um ein umfassendes Verständnis der Anfälligkeit für CoNS-Phagen unter verschiedenen Umweltbedingungen einschließlich invasiver Infektionen zu erlangen. Unser computergestütztes Phagen-Analysetool PhARIS wird erweitert, um Phagenrezeptor-Spezifitäten in einem breiteren Spektrum von opportunistischen Staphylokokken-Pathogenen vorherzusagen. Derzeit unbekannte Phagen mit der Fähigkeit, Resistenzgene von CoNS auf S. aureus zu übertragen, sollen identifiziert werden. Solche Phagen könnten für den kontinuierlichen Import von Resistenz- und Virulenzgenen in S. aureus verantwortlich sein und damit die Evolution dieses wichtigen Humanpathogens vorantreiben. Unser Projekt wird auch für künftige Phagentherapieansätze und für das individuelle Design von Phagencocktails, die auf spezifische Pathogenklone abgestimmt sind, von Bedeutung sein.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
