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Projekt
Phagen-Wirt-Interaktionen im menschlichen Darm
Antragstellerin
Professorin Dr. Li Deng
Fachliche Zuordnung
Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 464797012
Darm-Dysbiose, ein bakterielles Mikrobiom außerhalb des natürlichen Gleichgewichts, wird zunehmend in Verbindung gebracht mit Volkskrankheiten wie dem Darmerkrankungen (IBD) und Graft-versus-Host-Disease (GVHD). Phagen regulieren die bakterielle Abundanz, Diversität und den Stoffwechsel in vielen Ökosystemen. Während ihre Rolle im Darm noch weitgehend unerforscht ist, gibt es Hinweise darauf, dass sie im menschlichen Darm eine ähnliche Rolle spielen könnten. In Phase I haben wir experimentelle und analytische Werkzeuge entwickelt, um die Wechselwirkungen zwischen Phagen und Bakterien bei gastrointestinalen Erkrankungen zu untersuchen. Wir haben Verbindungen zwischen diesen Interaktionen und IBD und GVHD identifiziert, indem wir Auxin-Metaboliten (AMGs) identifiziert haben, die die intestinale Homöostase aufrechterhalten, wie z.B. immunmodulierende Metaboliten (IMMs). Unser Hauptziel in Phase II ist es, die molekularen Mechanismen aufzudecken, die der bakteriellen Umprogrammierung des Stoffwechsels durch vIMM-kodierende Phagen und ihrem Knock-on-Effekt auf das Darmmikrobiom zugrunde liegen. Unser Ziel I ist es, eine umfassende Datenbank von vIMM- und Phagen-Genomen zu erstellen. Wir werden unseren Datensatz mit Hilfe einer in Phase I etablierten bioinformatischen Pipeline erweitern, um neue AMGs in der IMM-Generation zu identifizieren. Wir werden vIMM-tragende Phagengenome mit Pharokka annotieren und ihre vorhergesagten Strukturen mit der AlphaFold Database und der RCSB Protein Data Bank vergleichen. Wir werden eine öffentliche Datenbank aller vIMM-tragenden Phagengenome erstellen, um neue vIMMs zu entdecken, die mit menschlichen Krankheiten in Verbindung stehen. Ziel II ist die systematische Isolierung und Charakterisierung vIMM-tragender Phagen und ihrer bakteriellen Wirte sowie die Aufklärung der molekularen Mechanismen, die der durch diese Phagen induzierten Reprogrammierung des bakteriellen Stoffwechsels zugrunde liegen. Wir werden einen gezielten Isolierungsansatz namens POSH und anaerobe Kulturomik verwenden, um Phagen und ihre Wirtsbakterien aus unseren IBD-Kohorten zu isolieren. Ziel III ist es, ein mechanistisches Verständnis der vIMM-vermittelten bakteriellen Modulation im breiteren GI-Ökosystem zu erlangen. Wir werden Robogut verwenden, ein ex vivo Bioreaktormodell, das die physiologischen Bedingungen des menschlichen GI-Traktes imitiert, um die Interaktionen zwischen vIMM-Phagen und GI-Bakterien zu untersuchen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
