Identifizierung und Charakterisierung von Zinkophoren in Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis, einschließlich ihres Translokationsweges und ihrer Auswirkungen auf die Virulenz

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Elke Goethe; Dr. Thomas Wichard
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin ; Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 557700746

Paratuberkulose ist eine weltweit auftretende, fortschreitende, tödliche Enteritis bei Wiederkäuern, die durch Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) verursacht wird. MAP infiziert primär Zellen des distalen Ileums, hier findet außerdem die Zinkaufnahme des Wirts statt. MAP ist mit einem kanonischen ZnuABC-Zinkaufnahmetransporter ausgestattet, der auch in anderen mykobakteriellen Pathogenen vorkommt, sowie mit zwei zusätzlichen einzigartigen Zinkimportern, die sich auf den MAP-spezifischen großen Sequenzpolymorphismen LSP14 und LSP15 befinden. Darüber hinaus beherbergt LSP14 einen mutmaßlichen Zinkophor-Gencluster - sid -, der in anderen eng verwandten oder pathogenen Mykobakterien nicht vorkommt, was auf das Vorhandensein eines zusätzlichen Zinkaufnahmesystems in MAP hindeutet. Wir haben bereits gezeigt, dass dieser Cluster zinkabhängig durch den Zinkaufnahmeregulator Zur reguliert wird und für eine NRPS (Non Ribosomal Peptide Synthetase) kodiert, die möglicherweise ein Zinkophor produziert. In vorläufigen Experimenten haben wir zum ersten Mal einen MAP-Zinkophor-Kandidaten durch Metallisotopen-codiertes Profiling (MICP) nachgewiesen. Angesichts der wesentlichen Rolle von Zink und Zinkophoren für das bakterielle Überleben und die Etablierung einer Infektion ist es von großer Bedeutung, die Funktion dieser Systeme in der Zinkhomöostase und Pathogenität von MAP zu klären und vollständig zu verstehen. Das Projekt zielt darauf ab, den MAP-Zinkophor-Kandidaten und weitere mögliche Zinkophore zu identifizieren, bestätigen und zu charakterisieren, den sid-Cluster mit der Zinkophor-Produktion in Verbindung zu bringen, die Rolle von sid bei der Zink-Homöostase und dem intrazellulären Überleben von MAP zu klären und die Translokation von Zinkophoren zu untersuchen. Unsere erwarteten Ergebnisse werden zum Verständnis der Zinkhomöostase in MAP und anderen Mykobakterien beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen