Mechanismen des Geschlechtsdimorphismus bei der infektionsinduzierten Eisensequestrierung in Drosophila melanogaster

• Antragsteller: Dr. Igor Iatsenko
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Biochemie und Physiologie der Tiere ; Immunologie ; Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 495271245

Männchen und Weibchen einer Spezies reagieren unterschiedlich auf die Prävalenz und Pathogenese von Infektionskrankheiten. Obwohl dies ein gut dokumentiertes Phänomen ist, das sich über alle Spezies hinweg erhalten hat, kennen wir in den meisten Fällen nicht die genauen Mechanismen, die einen solchen Geschlechtsdimorphismus vermitteln. Dieser Mangel an Wissen ist teilweise darauf zurückzuführen, dass das Geschlecht als biologische Variable bei der Analyse von Ergebnisdaten nicht berücksichtigt wurde. In Anbetracht der bekannten Unterschiede zwischen Männern und Frauen im Eisenstoffwechsel können Unterschiede in der Effizienz der Eisensequestrierung während der Infektion einer der Mechanismen sein, die für geschlechtsdimorphe Infektionsergebnisse verantwortlich sind. Direkte kausale Zusammenhänge zwischen dem Dimorphismus in der Eisensequestrierung und der Anfälligkeit für Infektionen sind jedoch nicht bekannt. In diesem Projekt soll untersucht werden, ob und wie der Geschlechtsdimorphismus in der Eisensequestrierung das Infektionsergebnis beeinflusst, wobei Drosophila melanogaster als Modell dient. Unsere früheren Arbeiten und vorläufigen Ergebnisse identifizierten Transferrin1 als ein Schlüsselprotein, das die Eisensequestrierung während der Infektion in Drosophila vermittelt. Wichtig ist, dass Tsf1 auf einem höheren Niveau in weiblichen Fliegen exprimiert wird, die auch resistenter gegen Pseudomonas aeruginosa-Infektionen sind. Diese Ergebnisse lassen die Hypothese aufkommen, dass der Geschlechtsdimorphismus bei der Eisensequestrierung für das geschlechtsdimorphe Infektionsergebnis verantwortlich ist. In diesem Projekt werden wir diese Hypothese mit verschiedenen Ansätzen, u.a. mittels Drosophila-Genetik, Eisenquantifizierung, Transkriptomik und funktioneller Genetik, testen. Die Ergebnisse dieses Projekts werden Antworten auf mehrere wichtige Fragen liefern, nämlich: 1) Ist die Eisensequestrierung geschlechtsdimorph? 2) Wenn ja, vermittelt Tsf1 diesen Dimorphismus? 3) Gibt es neben der Eisensequestrierung weitere Mechanismen, die den Geschlechtsdimorphismus als Reaktion auf eine Infektion vermitteln? Unsere Studie, die sich mit der Rolle der Eisensequestrierung beim dimorphen Infektionsergebnis in Drosophila befasst, wird unser Wissen über die Mechanismen der Geschlechtsunterschiede in der Nährstoffimmunität erweitern, von denen einige auch für andere Tiere gelten können. Im weiteren Sinne ist die Identifizierung von Faktoren, die für Geschlechtsunterschiede in der Immunität verantwortlich sind, auch ein wesentlicher Schritt zur Entwicklung optimaler Krankheitsmanagementstrategien für beide Geschlechter.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen