Modeling metabolism in intracellular infections comparing Salmonella and Listeria

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Dandekar
• Fachliche Zuordnung: Bioinformatik und Theoretische Biologie
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 71820928

Ziel unserer Arbeiten ist die metabolische Modellierung intrazellulärer Infektionsvorgänge. Wir stellen dabei eine intravacuoläre Strategie und entsprechenden Erregertyp (Salmonellen, Salmonella enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) Gram negativer Erreger) einer cytoplasmatischen Strategie und Erreger (Listerien, L. monocytogenes, Gram positiver Erreger) gegenüber und werden danach auch untersuchen, wie weit die gefundenen Ergebnisse auch auf andere Erreger und deren Infektionsstrategie übertragbar sind. Intrazelluläre Erreger gehen eine intensive metabolische Verzahnung mit dem Wirt ein, die erst Wachstum und das weitere Infektionsgeschehen ermöglicht. Die Beschreibung des Metabolismus in dieser Situation öffnet außerdem den Blick auf potentielle Targetproteine für Antibiotika und wo Störungen dieses Gleichgewichtes den Infektionsvorgang modifizieren bzw. stoppen können (enge Kollaboration mit der Bioanalytikplattform, PD Eisenreich, sowie mit Prof. Hensel / Salmonellen, Prof. Bumann / Salmonellen, Prof. Fuchs / Listerien; ferner auch mit Dr. Heuner / Legionellen, Rudel / Chlamydien u.a.). Daneben wollen wir die Pathophysiologie dieses Vorgangs verstehen, resultierende Aminosäure-Fluxe, die Nutzung von verschiedenen Kohlenhydratquellen sowie metabolische Engpässe. Interventionsstrategien werden klarer sowie die Wirkung pathologischer Faktoren, etwa infektionsspezifischer Transkriptionsfaktoren. Iterativ führen neue Vorhersagen zu neuen Experimenten und weiter verbesserten Modellen. Die bioinformatische Bearbeitung dieser Fragen erlaubt auch neue Methoden und damit verbesserte Vorhersagen (einschließlich Algorithmen zur besseren Stoffwechselmodellierung, metabolischen Netzwerkanalyse und zur Regulation bei intrazellulären Infektionserregern). Alle erarbeiteten Techniken, Software und Ergebnisse stehen dem ganzen SPP zur Verfügung.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1316: Host-Adapted Metabolism of Bacterial Pathogens