Genetik der Wirt-Mikroben-Interaktionen

Genetik der Wirt-Mikroben-Interaktionen

Mikroorganismen, ob Pathogene oder nützliche Mikroben, wirken stark auf die Physiologie ihres Wirts ein. Die Wirtsorganismen werden häufig von mehreren Pathogenen gleichzeitig angegriffen. Mithilfe der Taufliege, Drosophila melanogaster untersuchen wir die Mechanismen, mit denen der Wirt zwischen unterschiedlichen Arten mikrobieller Besiedlung unterscheidet und auf sie reagiert. Wir untersuchen auch, wie Interaktionen zwischen koinfizierenden Erregern und dem Immunsystem des Wirts das Ergebnis der Infektion bestimmen und die Entwicklung der Virulenz des Erregers und der Wirtsabwehr vorantreiben. So wollen wir Möglichkeiten entdecken, um das Immunsystem so zu manipulieren, dass es effiziente Immunantworten auf Koinfektionen ermöglicht.

Unsere Forschung verläuft entlang dreier Hauptachsen:

Drosophila-Immunität

Insekten sind mit wirksamen Mechanismen ausgestattet um mikrobielle Infektionen zu entdecken und zu neutralisieren. Mithilfe von Genetik und Genomik in Drosophila wollen wir konservierte Mechanismen der angeborenen Immunantwort entschlüsseln. Wir interessieren uns besonders für die zellulären und molekularen Mechanismen der Immunreaktionen des Wirts auf polymikrobielle Infektionen. Bei solchen Infektionen kann eine Immunantwort auf einen Erreger die Reaktion auf koinfizierende Erreger verändern, was zu unvorhersehbaren Infektionsergebnissen führt. Die Untersuchung der Wirtsreaktionen auf Koinfektionen ist daher entscheidend für die Entwicklung geeigneter Behandlungsstrategien für polymikrobielle Erkrankungen.

Wie reagiert der Erreger auf die Immunantwort des Wirts?

Krankheitserreger sind auf eine Fülle von Mechanismen angewiesen, um die Abwehrkräfte des Wirts zu untergraben. Im Falle einer polymikrobiellen Infektion interagieren mehrere infizierende Mikroben miteinander und mit dem Wirt, um Virulenzmerkmale zu induzieren, die infizierte Nische zu verändern oder die Immunantwort des Wirts zu modulieren – alles Strategien, die das Ergebnis der polymikrobiellen Infektion bestimmen. Über die zugrunde liegenden molekularen Prozesse der Interaktionen zwischen Mikroben und Wirt bei solchen Infektionen ist sehr wenig bekannt. Mithilfe von Genomik, reverser Genetik und bildgebenden Verfahren untersuchen wir die molekularen Mechanismen der Erreger-Erreger- und Wirt-Pathogen-Interaktionen bei polymikrobiellen Infektionen.

Wie wirkt das Mikrobiom auf den Wirt?

Das wichtigste Hindernis für Untersuchungen der mikrobiellen Faktoren, die die Physiologie des Wirts beeinflussen, besteht in der hohen Komplexität der Säugetier-Mikrobiome. Wir verwenden Drosophila mit ihrem einfachen Mikrobiom und kurzen Lebensdauer als ein zugängliches Modell zur Untersuchung mikrobieller Faktoren, die Alterung und Immunität des Wirts modulieren. Insbesondere zielen wir darauf ab, einzelne mikrobielle Faktoren/Stoffwechselprodukte zu identifizieren, die Alterung und Immunität des Wirts modulieren, um ihre molekularen Wirkungsmechanismen aufzudecken. Von der Wirtsseite her versuchen wir, die Faktoren zu erkennen, die die bakteriellen Darmgemeinschaften regulieren und die intestinale Homöostase aufrechterhalten. Letztlich wollen wir verstehen, wie sich Störungen der nützlichen mikrobiellen Gemeinschaften (Dysbiose) auf die Gesundheit des Wirts auswirken.

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