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Projekt
Molekulare Charakterisierung der artenübergreifenden Nährstoffteilung im menschlichen Darmmikrobiom
Antragsteller
Professor Dr. Till Strowig
Fachliche Zuordnung
Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
Förderung
Förderung seit 2025
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 564324123
Das menschliche Darmmikrobiom ist ein komplexes Ökosystem, das maßgeblich von der Ernährung und dem Gesundheitszustand des Wirts beeinflusst wird. Seine Zusammensetzung steht in engem Zusammenhang mit essenziellen Funktionen wie der Nährstoffaufnahme und der Resilienz gegenüber Krankheiten. Innerhalb dieses Ökosystems dominieren Bakterien aus den Familien Prevotellaceae und Bacteroidaceae, deren Prävalenz maßgeblich durch Ernährungsgewohnheiten determiniert wird. Insbesondere die Gattung Prevotellaceae, zu der auch Segatella copri gehört, profitiert in ballaststoffreichen Diäten und ist mit einer höheren mikrobiellen Diversität assoziiert. Demgegenüber sind Bacteroidaceae in industrialisierten, westlichen Ernährungsweisen vorherrschend, was mit einer geringeren Diversität und einem erhöhten Risiko für chronische Erkrankungen verbunden ist. Trotz ihrer Bedeutung sind die komplexen Wechselwirkungen zwischen diesen Bakteriengruppen und ihre funktionellen Rollen bei der Gestaltung der Gemeinschaftsdynamik noch wenig verstanden. Dieses kooperative Forschungsprojekt zielt darauf ab, die Mechanismen zu entschlüsseln, die der Anpassung von S. copri an seine Nische, seinen metabolischen Strategien und seinen Interaktionen innerhalb mikrobieller Gemeinschaften zugrunde liegen. Durch die funktionellen Charakterisierung von genetisch unterschiedlichen S. copri-Stämmen wird in der Studie die metabolische Vielfalt von S. copri untersucht, einschließlich seiner Fähigkeit, verschiedene Kohlenstoffquellen abzubauen. Darüber hinaus werden mikrobielle Interaktionen in synthetischen Gemeinschaften analysiert, um den Wettbewerb zwischen S. copri und Bacteroidaceae um den Abbau und Nutzung komplexer Polysaccharide zu verstehen. Der Einsatz von Transkriptomik und Metabolomik ermöglicht die Rekonstruktion von Stoffwechselwegen sowie die Identifizierung von Nährstoffkonkurrenz- und Cross-Feeding-Mechanismen. Darüber hinaus wird der Einfluss ballaststoffreicher und ballaststoffarmer Diäten auf die S. copri-zentrierte mikrobielle Dynamik in einem gnotbiotischen Mausmodell charakterisiert. Experimente mit S. copri-Mutantenstämmen werden bisher unbekannte Gene untersuchen, um deren Rollen im Wettbewerb zu bestimmen. Diese Untersuchungen werden Einblicke in die Rolle des Cross-Feedings bei der Definition der ökologischen Nische von S. copri innerhalb des Darmmikrobioms liefern.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
