Entschlüsselung der molekularen Mechanismen, die der heterogenen Akkumulation von Kernproteinen in mehrkernigen Plasmodium falciparum Zellen zugrunde liegen

• Antragsteller: Dr. Markus Ganter
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 572009475

Malaria stellt mit schätzungsweise 263 Millionen Fällen und fast 600.000 Todesfällen im Jahr 2023 nach wie vor eine große Belastung für die öffentliche Gesundheit dar. Malaria wird durch einzellige Eukaryoten der Gattung Plasmodium verursacht, wobei P. falciparum die virulenteste Form der Malaria beim Menschen verursacht. Nach einem infektiösen Mückenstich wandert der Parasit durch die Haut und über das Blut in die Leber, wo er sich in den Hepatozyten vermehrt, bevor er wieder ins Blut gelangt. Dieses Blutstadium der Infektion ist für alle klinischen Symptome der Malaria verantwortlich, und die Schwere der Erkrankung korreliert mit der Parasitenlast im Blut der Patienten. Um die Malaria einzudämmen, ist ein besseres Verständnis der grundlegenden Biologie von P. falciparum dringend erforderlich, und die einzigartige Art der Vermehrung des Parasiten bietet wahrscheinlich Angriffspunkte für neuartige Interventionen. Daher zielt dieses Projekt darauf ab, ein molekulares Verständnis der Vermehrung von P. falciparum in Erythrozyten zu erlangen, wobei insbesondere geklärt werden soll, wie asynchrone Kernvermehrungszyklen zustande kommen. P. falciparum vermehrt sich innerhalb der Erythrozyten durch einen einzigartigen Zellzyklus, der als Schizogonie bezeichnet wird: Nach einer anfänglichen Wachstumsphase im Ring- und Trophozoitenstadium beginnt der Parasit im Schizont-Stadium mit der Vermehrung seiner Kerne. Im Gegensatz zu anderen mehrkernigen Zellen, wie z. B. dem frühen Drosophila-Embryo, vermehren sich die Kerne von P. falciparum asynchron, obwohl sie sich ein gemeinsames Zytoplasma teilen, und Zellen mit einer ungeraden Anzahl von Kernen sind leicht zu finden. Ein Charakteristikum dieser scheinbaren Autonomie der P. falciparum-Kerne ist die heterogene Akkumulation des „proliferating cell nuclear antigene“ (PfPCNA1) in einzelnen Kernen einer Zelle. Die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen, die eine heterogene Akkumulation von PfPCNA1 in Kernen eines gemeinsamem Zytoplasmas ermöglichen, sind jedoch unbekannt. Ziel dieses Projekts ist daher, ein molekulares Verständnis der heterogenen Akkumulation von Kernproteinen zu generieren, das auch Aufschluss darüber gibt, wie die scheinbare Autonomie der Zellkerne etabliert wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen