Die Rolle des C. elegans Fettsäurestoffwechsels in der Pathogenabwehr

• Antragstellerin: Dr. Katja Dierking
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Physiologie der Tiere
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 552101931

Wenn ein Organismus mit einem Krankheitserreger infiziert ist, hängt seine Überlebenschance stark von seiner Fähigkeit ab, seinen Stoffwechsel so anzupassen, dass er die für die Verteidigung erforderliche Energie bereitstellen kann. Darüber hinaus können die in den Stoffwechselwegen produzierten Metaboliten als Signalmoleküle fungieren, um Abwehrreaktionen zu aktivieren, oder sie können direkt zur Stärkung der Verteidigungslinie beitragen, z. B. als Bestandteile der Membran. Der Fettsäurestoffwechsel ist ein wichtiger Stoffwechselweg, der eng mit der Pathogenabwehr verbunden ist. Fettsäuren (fatty acids, FAs) sind grundlegende Bausteine von Membran-Phospholipiden und Speicherlipiden und können als Signalmoleküle fungieren. Die Erforschung der genauen Veränderungen im FA-Stoffwechsel des Wirts während einer bakteriellen Infektion stellt eine große Herausforderung dar. Der Fadenwurm Caenorhabditis elegans ist ein sehr geeignetes Modell zur Untersuchung des FA-Stoffwechsels und seiner Rolle bei der Pathogenabwehr. Während frühere Studien die Rolle des FA-Stoffwechsels bei der Verteidigung von C. elegans gegen verschiedene menschliche Krankheitserreger untersucht haben, ist seine Rolle bei der Verteidigung gegen das natürliche Insekten- und Nematoden-Pathogen Bacillus thuringiensis unklar. Unsere bisherigen Arbeiten deuten darauf hin, dass Modulationen des FA-Stoffwechsels das Überleben von C. elegans bei einer Infektion mit B. thuringiensis beeinflussen, allerdings auf eine andere Weise als bei anderen Pathogenen. Dies könnte auf den einzigartigen Infektionsprozess von B. thuringiensis zurückzuführen sein, an dem Sporen beteiligt sind, die mit porenbildenden Toxinen assoziiert sind. In diesem Projekt soll weiter untersucht werden, wie sich Modulationen im FA-Stoffwechsel auf die Abwehr von B. thuringiensis-Infektionen in C. elegans auswirken. Zu diesem Zweck planen wir, (1) die beteiligten FAs zu identifizieren, (2) zu klären, welche Aspekte des FA-Stoffwechsels (de novo Synthese, FA-ß-Oxidation und/oder Membranhomöostase) an der Abwehr von B. thuringiensis beteiligt sind, und (3) Transkriptionsregulatoren zu identifizieren, die den FA-Stoffwechsel mit der Pathogenabwehr verbinden. Dieses Projekt wird es uns ermöglichen, die Prozesse des FA-Stoffwechsels zu identifizieren, die an der Resistenz und/oder Toleranz von C. elegans gegenüber einer Infektion mit B. thuringiensis beteiligt sind. Darüber hinaus können wir mit diesem Projekt die wichtigsten Regulatoren ermitteln, die den noch immer nur unzureichend verstandenen Mechanismen der metabolischen Immunität im Zusammenhang mit einer Infektion mit B. thuringiensis zugrunde liegen. Da Stoffwechselfunktionen oft über die Evolution hinweg konserviert sind, könnten die erzielten Ergebnisse neue allgemeine Erkenntnisse über die Stoffwechselmechanismen der Abwehr gegen porenbildende Toxine liefern, die von vielen pathogenen Bakterien produziert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen