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Projekt
Wie ein Kommensalbakterium der Gattung Desulfovibrio seine Nische im Darm findet und wie dieser Prozess gestoppt werden kann
Antragstellerin
Professorin Dr. Kirsten Jung
Fachliche Zuordnung
Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
Förderung
Förderung seit 2025
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 564156640
Im gesunden menschlichen Darm kommt eine geringe Anzahl sulfatreduzierender Bakterien der Gattung Desulfovibrio vor. Diese Bakterien gewinnen Energie durch Atmung und übertragen Elektronen auf Sulfat als Elektronenakzeptor, was zur Produktion von giftigem Schwefelwasserstoff führt. Aus bisher unbekannten Gründen kommt es bei Patienten, die an entzündlichen Darmerkrankungen, Bakteriämie, Parkinson oder Autismus leiden, zu einer massiven Vermehrung von Desulfovibrio-Bakterien. Trotz der Bedeutung von Desulfovibrio spp. ist nur wenig darüber bekannt, wie diese Bakterien eine Nische für die Besiedlung finden. Wir postulieren, dass bewegliche Desulfovibrio-Bakterien Chemotaxis nutzen, um entlang chemischer Gradienten in die tiefen Schichten der Mukosa zu schwimmen. Es ist das Ziel dieses Projektes, die Hauptakteure bei der Wahrnehmung und chemotaktischen Reaktion von Desulfovibrio desulfuricans zu identifizieren. Wir wollen die Funktion der 19 Chemorezeptoren aufklären, die als Angriffspunkte dienen sollen, um die gerichtete Bewegung dieses Bakteriums in Nischen zu hemmen und dadurch eine ungehinderte Vermehrung zu verhindern. Um dieses Ziel zu erreichen, wollen wir (1) innovative gentechnische Werkzeuge für D. desulfuricans entwickeln, indem wir CRISPR-assoziierte Transposase oder allelgekoppelten Genaustausch in Kombination mit Gegenselektion einsetzen, um Deletionsmutanten zu erzeugen, (2) die chemotaktischen Fähigkeiten von D. desulfuricans durch eine Kombination von Motilitätsassays für Wildtyp und Mutanten und biochemische Protein-Liganden-Bindungsassays untersuchen und (3) die Erkenntnisse in Strategien zur Störung der Chemotaxis umsetzen, einschließlich des Trackings von D. desulfuricans in 2D-Organoiden in Gegenwart von Nahrungsergänzungsmitteln und probiotischen Bakterien sowie der zielgerichteten in situ-Gen-Editierung in mikrobiellen Gemeinschaften. Die Ergebnisse des Projekts werden nicht nur zum besseren Verständnis der Physiologie der intestinalen Kommensalen Desulfovibrio-Bakterien, die unter bestimmten Bedingungen den Wirt schädigen, beitragen, sondern eröffnen auch einen neuartigen antimikrobiellen Ansatz zur Wiederherstellung einer gesunden menschlichen Darmflora.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
