Quantifizierung und Charakterisierung der DNA-Phosphorothioat Modifikation in der Darmflora

• Antragstellerin: Professorin Dr. Stefanie Kaiser
• Fachliche Zuordnung: Pharmazie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 248597060

Nukleinsäuren, wie DNA und RNA, sind die Grundlage des Lebens. Neben dem bekannten 4-Buchstaben-Code der DNA, gibt es noch weitere natürliche Modifikationen derer Grundbausteine. Erst vor kurzem wurde die erste Modifikation am DNA-Rückgrat selbst entdeckt, die so genannte Phosphorothioat-Modifikation. Diese Modifikation wird nur von einigen Bakterien gebildet. Die letzten Jahre trat die wechselseitige Beziehung zwischen Mensch und seiner natürlichen bakteriellen Besiedler mehr und mehr in den Vordergrund. Der Zusammenhang zwischen der Darmflora und der Gesundheit sowie Krankheit von Menschen wird seit dem intensiv beforscht. Allerding hat diese Forschung bisher nicht den Einfluss der neu-entdeckten Phosphorothioat Modifikation auf die Darmflora untersucht. Es ist mein Ziel den Einfluss von Bakterien, die diese Modifikation produzieren, auf die Darmflora und somit auch auf mögliche Erkrankungen wie chronisch-entzündliche Darmerkrankungen genauer zu studieren. Während meines 2-jährigen Forschungsvorhabens in der Arbeitsgruppe von Prof. P. Dedon werde ich die Mengen an Phosphorothioat Modifikationen in der Maus-Darmflora untersuchen. Dazu werde ich eine hoch-sensitive LC-MS Detektionsmethode entwickeln um die Höhe der Phosphorothioat Modifikation vor und nach antibiotischer Therapie zu messen. Eine Erhöhung der Phosphorothioat Menge würde bereits einen ersten Hinweis auf einen Vorteil für Bakterien, die diese Modifikation haben, unter antibiotischer Therapie geben. Die gewonnenen Daten werden dann mit Ergebnissen der Bakterien-Identifizierung aus Deep-Sequencing Messungen verglichen. Hier soll eine mögliche Änderung der bakteriellen Populationen aufgrund der antibiotischen Therapie untersucht werden. Um diese Studien zu ermöglichen, werde ich zunächst ein Protokoll zur Anreicherung der modifizierten DNA durch Quecksilber-Afffinitätsreinigung entwickeln. Die Kombination beider Studientypen soll einen ersten Hinweis auf eine mögliche Funktion der Phosphorothioat Modifikation geben, welche die vermutete verbesserte Antibiotika-Verträglichkeit ist. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf den Einfluss solch modifizierter Bakterien auf Krankheit und Gesundheit des Menschen ziehen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Peter C. Dedon