Detailseite
Projekt
Aufklärung des Arsenals und der Mechanismen die Bacteroidota für intraspezifische Konkurrenz nutzen
Antragsteller
Athanasios Typas, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
Förderung
Förderung seit 2025
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 564429022
Im Allgemeinen wurde die Physiologie und Funktionen von Mikroben auf reduktionistische Weise untersucht indem isolierte Mikroben unter kontrollierten Bedingungen gezüchtet wurden. Daher ist es nicht verwunderlich, dass Funktionen, die für Interaktionen mit anderen Mikroben, Prädatoren (z. B. Phagen) oder Wirten wichtig sind, noch immer wenig erforscht sind. Trotz ihrer Relevanz in der Natur und des starken Selektionsdrucks zur Weiterentwicklung um Abwehrmechanismen zu umgehen, sind diese Interaktionen wenig verstanden. Es ist naheliegend, dass solche „interaktionsbezogenen“ Funktionen einen erheblichen Teil des „Unerforschten“ in mikrobiellen Genomen ausmachen. Für die menschliche Darmmikrobiota sind diese Funktionen von besonderem Interesse, da Mikroben in einer dynamischen Umgebung komplexe und stabile Gemeinschaften bilden, in denen sie mit dem Wirt und anderen Mikroben interagieren um eindringende Mikroben aus der Nahrung abzuwehren. Bei Arbeiten, die hauptsächlich an enterobakteriellen Modellorganismen durchgeführt wurden, wurde deutlich, dass phylogenetisch ähnliche Arten und Stämme derselben Art miteinander um dieselbe Nische konkurrieren und unterschiedliche Methoden nutzen, um sich gegenseitig zu töten. In vorläufigen Arbeiten unter Verwendung einer Stammsammlung der weit verbreiteten Bakterienarten Phocaeicola vulgatus, die häufig im menschlichen Darm vorkommt, zeigen wir mithilfe eines quantitativen Hochdurchsatz-Wechselwirkungstests, dass Intraspezies-Interaktionen häufig auftreten, neue Toxine durch das Gruppieren von Inhibitionsmustern vorhergesagt werden können und ihre biosynthetischen genomischen Loci mithilfe von sortieren Mutantenbibliotheken identifiziert werden können. Mit diesem Antrag wollen wir die Mechanismen der Biosynthese, der Prozessierung, dem Export, der Immunität und der Wirkungsweise eines neuendeckten Toxins aus P. vulgatus untersuchen. Wir möchten unsere Herangehensweise zur Identifizierung diffundierbarer Toxine erweitern, indem wir unsere Stammsammlung vergrößern und andere häufig anzutreffende Vertreter der Gattung Bacteroides (B. uniformis) inkludieren sowie unsere Methode nutzen, genomweite Mutantenbibliotheken im Bacteroidota Phylum aufzubauen. Dadurch möchten wir ein Modell bereitstellen, das auf andere Darmmikroben angewendet werden kann und zur Analyse der Interaktionen beiträgt, die das menschliche Darmmikrobiom prägen und für seine Stabilität, Individualität und Kolonisierungsresistenz wichtig sind. Zusätzlich zur Aufklärung einer vielfältigen Klasse schwer fassbarer Genfunktionen im menschlichen Darmmikrobiom werden wir auch Werkzeuge für zukünftige Strategien bereitstellen, die eine präzise Modulation des Mikrobioms anstreben. Dieses Projekt wird erheblich von den entwickelten Technologien und Ansätzen sowie den in diesem SPP auftauchenden Konzepten profitieren, die sich mit ähnlichen Fragen zu den Interaktionen anderer „nicht-modellierter“ Darmmikroben befassen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Mitverantwortlich
Dr. Carlos Voogdt
