Entschlüsselung der molekularen Mechanismen von hoher Immunspezifizität in C. elegans

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Katja Dierking; Professor Dr. Hinrich Schulenburg
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 349742302

Für lange Zeit glaubte man, dass nur das adaptive Immunsystem, und nicht das angeborene Immunsystem eine hoch spezifische Immunantwort auf Infektion mit unterschiedlichen Stämmen derselben Pathogenart ausbilden kann. In den letzten Jahren häufen sich jedoch die Hinweise, dass auch wirbellose Tiere, die nur ein angeborenes Immunsystem besitzen, hoch spezifisch auf Infektionen reagieren können. Der molekulare Mechanismus, der einer hoch spezifischen Immunantwort des angeborenen Immunsystems unterliegt, ist nicht bekannt. Unser generelles Ziel ist es, die molekularen Mechanismen der Immunspezifität des angeborenen Immunsystems in dem Modellorganismus Caenorhabditis elegans zu erforschen und experimentell zu testen. Unsere neuen, unveröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass C. elegans mit einer differentiell ausgeprägten Immunantwort auf Infektion mit zwei pathogenen Stämmen von B. thuringiensis, MYBT18247 (BT247) und MYBT18679 (BT679), reagiert. Die beiden B. thuringiensis Stämme unterscheiden sich in ihrer Pathogenität und der Anzahl und Art von porenformenden Toxinen, die sie produzieren. Unsere Ergebnisse zeigen auch, dass das C. elegans GATA Transkriptionsfaktorgen elt-2 für die Regulierung der hoch spezifischen Immunantwort von Bedeutung ist.. Ziel dieses Projektes ist es, zu erforschen, wie elt-2 die hoch spezifische Immunantwort auf die beiden unterschiedlichen B. thuringiensis Stämme reguliert. Auf der Seite des Wirts ist unser spezifisches Ziel, die downstream Zielgene von elt-2 zu identifizieren. Dafür werden wir 1.) Kandidaten elt-2 Zielgene durch Transkriptom und bioinformatische Analysen identifizieren und schon bekannte Komponenten der C. elegans Immunantwort auf B. thuringiensis Infektion und Resistenzfaktoren auf ihre Bedeutung für die elt-2-regulierte, hoch spezifische Immunantwort testen, 2.) die Rolle der so identifizierten Kandidatengene in der elt-2-abhängigen Überempfindlichkeit auf BT679 und Resistenz auf BT247 mittels Überlebensanalysen von Knock-out-Mutanten oder RNAi Knock-downs validieren und 3.) die genaue Funktion einiger ausgewählter Kandidaten elt-2 Zielgene mit verschiedenen genetischen Methoden, in Kombination mit detaillierten phänotypischen Analysen überprüfen. Auf der Seite der Pathogene ist unser spezifisches Ziel, durch Expression von einzelnen B. thuringiensis Toxinen, die Virulenzfaktoren zu identifizieren, die die spezifische Immunantwort auslösen. Wir erwarten, dass die Untersuchung der hoch spezifischen, von einem GATA Transkriptionsfaktor-regulierten C. elegans Immunantwort auf Infektion mit verschiedenen B. thuringiensis Stämmen zu einem besseren Verständnis der molekularen Mechanismen der Spezifizität im angeborenen Immunsystem führt. Diese Mechanismen könnten konserviert und damit auch für andere Tiergruppen relevant sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen