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    Lehrstuhl für Mikrobiologie

    Intrazellulärer Staphylococcus aureus und Wechselwirkungen mit dem Wirt oder Wirtszellen

    Unsere Gruppe interessiert sich für Virulenzfaktoren, die an der Aufnahme der Bakterien, am intrazellulären Überleben in Wirtszellen, am phagosomalen Ausbruch, sowie am Wirtszelltod beteiligt sind. Mittels Fluoreszenzmikroskopie und anderen Methoden bestimmen wir die Anzahl der durch Zellen aufgenommenen Bakterien, die Effizienz des phagosomalen Ausbruchs, etc.

    Innerhalb des Wirtszytoplasmas teilen sich die Bakterien woraufhin kurz danach Zelltod der entsprechenden Wirtszelle eingeleitet wird. Auf der Suche nach beteiligten Pathogenkomponenten suchen wir u.a. nach Bakterien, die nach der Internalisierung nicht mehr in der Lage sind, ihre jeweiligen Wirtszellen abzutöten. Wir verwenden dabei auch ganze Bibliotheken von Tausenden von Transposon-Mutanten, die wir durch neuste Sequenziertechnologien parallel untersuchen können. Dadurch kann unsere Gruppe in einem einzigen Experiment viele Virulenzgene gleichzeitig bewerten, und Kandidaten identifizieren, die für die Besiedlung der jeweilig untersuchten Infektionsumgebung wichtig sind.

    Unter Verwendung dieser Techniken haben wir bereits die Beteiligung des Regulatorproteins Rsp bei der Infektion und der Disseminierung im Wirt identifiziert (Das et al., 2016). Dabei steuert Rsp nicht nur viele verschiedene Virulenzfaktoren, sondern treibt auch die Transkription der langen, nicht-kodierenden RNA (lncRNA) SSR42 (Horn et al., 2018).

    Ein weiterer Regulator erwies sich als entscheidend für die Etablierung von Infektionen an sekundären Infektionsstellen wie den Knochen oder Nieren während einer Infektion. Dies legt nahe, dass der Regulator für die Anpassung an die Adaption an die Gegebenheiten in den unterschiedlichen Infektionsstellen bei der Verbreitung durch den Wirt erforderlich ist (Groma et al., 2020).

    Als Faktoren für den phagosomalen Ausbruch identifizierten wir amphiphile Peptide (Grosz et al., 2013)  sowie eine nicht-ribosomale Peptidsynthetase (Blättner et al., 2016). Bei dem durch intrazelluläre S. aureus –Infektionen hervorgerufenen Wirtszelltod kam es zur Störung der Calcium-Konzentrationen n den Wirtszellen (Stelzner et al., 2020), allerdings ist auch die Aktivität der bakteriellen Cysteinprotease Staphopain entscheidend (https://doi.org/10.1101/2020.02) 10.936575).

    Während wir all diese Phänomene auch weiterhin untersuchen, liegt unser aktueller Forschungsfokus auf der Wechselwirkung von S. aureus mit Sphingolipiden, einer Klasse von Lipiden, zu denen Sphingomyelin und Ceramide gehören (Krones et al., 2021). Wir untersuchen dabei den Beitrag von Wirts- und Pathogen-Sphingomyelinasen zur Virulenz von S. aureus.

    Die Finanzierung dieser Forschungsarbeiten erfolgt derzeit freundlicherweise durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Graduiertenkollegs 2581.