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Projekt
Molekulare Interaktion zwischen Sa3int Phagen und dem Wirtsbakterium Staphylococcus aureus
Antragstellerin
Professorin Dr. Christiane Wolz
Fachliche Zuordnung
Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 464612409
Als wichtiger opportunistischer Erreger bei Mensch und Tier besiedelt Staphylococcus aureus asymptomatisch den Nasenvorhof, ist aber auch eine führende Ursache für lebensbedrohliche akute und chronische Infektionen. Die Evolution der Spezies als Ergebnis kurz- und langfristiger Anpassung an verschiedene Wirte ist eng mit dem Phagen-vermittelten Transfer von extra-chromosomalen mobilen Elementen sowie chromosomalen Markern verbunden. S. aureus-Stämme können bis zu vier temperente Phagen tragen, von denen viele akzessorische Gene besitzen, die für Staphylokokken-Virulenzfaktoren kodieren. Mehr als 90% der menschlichen S. aureus Nasenisolate tragen Sa3int-Phagen. Sie integrieren in das hlb-Gen und hemmen dadurch die Synthese der Sphingomyelinase Hlb, einen unter bestimmten Infektionsbedingungen wichtigen Virulenzfaktor. Andererseits kodieren die ϕSa3-Phagen verschieden immun-modulatorische Virulenzfaktoren wie die Staphylokinase, Enterotoxine, ein Chemotaxis-hemmendes Protein und einen Komplementinhibitor. All diese Faktoren sind hoch human-spezifisch und wahrscheinlich für das bakterielle Überleben im menschlichen Wirt essentiell. Sowohl die Insertion der Prophagen in das bakterielle Genom als auch die Exzision aus dem bakteriellen Genom haben daher das Potenzial, S. aureus einen Fitnessvorteil zu verleihen. Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass Sa3int-Phagen eine "aktive Lysogenie" durchführen können, ein Prozess, bei dem ein Prophage zeitlich aus dem Chromosom herausgeschnitten wird, ohne intakte Phagenpartikel zu bilden. Wie der S. aureus-Wirt den Lebenszyklus der Phagen moduliert, ist jedoch weitgehend unklar. Unsere Daten deuten darauf hin, dass die bakteriellen Faktoren stark stammspezifisch sind, wobei manche S. aureus-Stämme eher einen lysogenen, andere einen eher lytischen Lebenszyklus unterstützen. Unser Ziel ist es, die molekularen Mechanismen zu entschlüsseln, die den Übergang der Sa3int-Phagen von einer lysogenen zu einer "aktiven lysogenen" oder einer lytischen Phase regulieren. Bioinformatische Analysen werden Einblicke in die Vielfalt der Sa3int-Phagen geben. Phagen- und Bakterienfaktoren, die am lysogenen-"aktiven lysogenen"-lytischen Schalter beteiligt sind sollen identifiziert und ihre molekulare Interaktion aufgeklärt werden. Daneben werden Lysogenie, "aktive Lysogenie" und lytische Phagenzyklen auf Einzelzellebene über die Zeit beobachtet. Dies wird uns helfen zu verstehen, wie sich diese speziellen Phagen zusammen mit ihrem bakteriellen Wirt S. aureus entwickelt haben.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
