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Projekt
Glcocode-vermittelte Bakteriophagen-Wirtinteraktion in der Evolution des Genus Staphylococcus
Antragsteller
Professor Dr. Andreas Peschel
Fachliche Zuordnung
Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465126486
Die verschiedenen Staphylococcus-Arten treffen in ihrem natürlichen Habitat, der menschlichen Nase und Haut, auf eine riesige Vielfalt von Phagen. Die Sensitivität für bestimmt Phagen hat bestimmte Vor- und Nachteile – sie steuert eierseits das Risiko der Lyse durch Phagen, andererseits aber auch den Zugang zu einem gemeinsamen genetischen Pool einer Spezies, denn Phagen sind das wichtigtse Vehikel für horizontalen Gentransfer in Staphylokokken. Tatsächlich wird die fortwährende Evolution von neuen Antiiotikaresistenz-, Virulenz- und Fitnesseigenschaften bei Staphylokken durch transduzierende Phagen bestimmt. Wir haben herausgefunden, dass Staphylococcus aureus und Staphylococcus epidermidis die art- und stammspezifischen Strukturen von Wandteichonsäure- (WTA-) Polymeren auf der Bakterienoberfläche variieren, um die Sensitivität für Phagen zu steuern. Für die Bindung bestimmter Phagen erwies sich vor allem die Glykosylierung der WTA mit verschiedenen Hexosen als besonders wichtig und in den Genome von Staphylokokken fanden sich entsprechend unterschiedliche WTA-Glykosyltransferasen. Wir haben auch WTA-bindenden Proteine der Basalplatte von Phagen charakterisiert, um Struktur-Wirkungsbeziehungen abzuleiten. Wir schlagen vor, WTA-Glykosyltransferasen verschiedener Staphylokokken-Arten systematisch zu identifizieren und zu charakterisieren, ihren Einfluss auf den Intra- und inter-Species horizontalen Gentransfer zu untersuchen und Glykosylierungsmuster mit der Struktur bestimmter Phagen-Bindeproteine zu korrelieren. Diese Tools werden es uns erlauben, neue transduzierende Phagen zu identifizieren, die die genetischen Pools von S. aureus und Koagulase-negativen Staphylokokken wie S. epidermidis verbinden können. Solche Phagen könnten für den kontinuierlichen Import neuer Resistenz- und Virulenzgene in S. aureus verantwortlich sein und so die Evolution dieses bedeutenden menschlichen Infektionserregers treiben. Molekulare Untersuchungen zur Wechselwirkung von Phagenproteinen, die die artspezifische glykosylierte WTA binden, sollte einen breiten Überblick über ‚Glycocodes‘, die die Staphylococcus-Phagen-Interaktion steuern liefern und wichtige Einsichten in den fortwährenden Prozess der Erregerevolution erlauben.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
