Struktur-und Funktionsanalysen einer bakteriellen Protein-Translokations-Domäne, welche Effektorfunktionen in Wirtszellen angenommen hat

• Antragsteller: Dr. Alexander Wagner
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie ; Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen ; Strukturbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 415543446

Die erfolgreiche Infektion von pathogenen Bakterien bedarf oftmals der Translokation von bakteriellen Effektor-Proteinen in Wirtszellen hinein. Innerhalb der Wirtszellen verändern diese Effektoren den Zellstoffwechsel, um den Pathogenen einen Überlebensvorteil zu verschaffen. Bartonella spp. sind fakultative, intrazelluläre Pathogene, welche ein grosses Repertoire an Säugetieren, wie den Menschen, infizieren können. Diese «Stealth»-Pathogene injizieren mittels eines sogenannten Typ-4-Sekretionssystems einen Cocktail aus Bartonella-Effektor-Proteinen (Beps) in Wirtszellen hinein, wodurch sie dem Immunsystems des Wirts entkommen können. Essentiell für die Translokation der Beps ist deren am C-terminalen Ende befindliche BID-Domäne (englisch für Bep intracellular delivery). Neben der Funktion als Translokationsdomäne hat die BID-domäne auch Effektor-Funktionen in den Wirtszellen übernommen. Diese Tatsache macht die BID-Domäne zu dem ersten bekannten Beispiel einer Protein-Translokations-Domäne, welche auch den Wirtszellstoffwechsel verändern kann. Es ist jedoch nicht bekannt, welche Strukturelemente der BID-Domäne für die Translokation in die Wirtszellen massgebend sind, und welche Strukturelemente Effektor-Funktionen übernommen haben. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es die duale Rolle der BID-domäne in der Translokation von Effektoren, sowie in der Modellierung von wirtszellspezifischen Prozessen zu verstehen. Dieses Projekt wird sich dabei auf struktur-und funktionsbezogene Aspekte von BID-Zielprotein-Interaktionen fokussieren, die wichtig für die Effektor-Translokation und Effektor-Funktion in den Wirtszellen ist. Um diese biologischen Prozesse verstehen zu können, wird eine grosse Bandbreite an molekulargenetischen Ansätzen, Proteintranslokations-experimenten, sowie biophysikalischen und strukturanalytischen Methoden zum Einsatz kommen. Im Zuge des Forschungsstipendiums wird der Bewerber auch in innovativen Methoden geschult werden, die Ihm auf dem Weg zur wissenschaftlichen Unabhängigkeit hilfreich sein werden. Die zu erwarteten Ergebnisse des Projektes werden wichtige Beiträge in den Bereichen der Molekularen Mikrobiologie und Infektionsbiologie liefern, welche zu einem besseren Verständnis über die Translokation und Wirkung von Effektoren in infizierten Wirtszellen führen werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Gastgeber: Professor Dr. Christoph Dehio