Mikrobielle Proteomik

Ein Genom enthält die gesamte Information für den Bauplan eines Organismus. Das kann beispielsweise ein Bakterium sein. Eine der zentralen Fragen in der funktionellen Genomforschung ist: Wie werden diese Baupläne umgesetzt, so dass aus vergleichsweise einfachen, molekularen Codes ein Mikroorganismus entsteht, der uns unter Umständen sogar krank machen kann? Welche Mechanismen stecken dahinter und unter welchen Bedingungen sind diese aktiv?

Leitung

Unsere Forschung

Eine Petrischale mit Mikroorganismen auf einem Kulturmedium

Das wichtigste Untersuchungsobjekt der Wissenschaftler der Arbeitsgruppe „Mikrobielle Proteomik“ ist das humanpathogene Bakterium Staphylococcus aureus. Dieser Erreger besiedelt die Haut- und Schleimhäute von etwa einem Drittel der Bevölkerung - natürlicherweise und völlig symptomfrei.

Obwohl S. aureus Infektionen vergleichsweise selten auftreten, zählen multiresistente Staphylokokken heute weltweit zu den gefürchtetsten Krankenhauskeimen, die für etwa ein Drittel der Hospitalinfektionen verantwortlich sind. Die multiresistenten Stämme dieses Erregers sind mit den herkömmlichen Antibiotika nicht mehr zu therapieren und führen daher nicht selten zum Tod der Patienten.

Es ist daher dringend erforderlich, neue Behandlungsstrategien für Infektionen mit dem Erreger zu entwickeln, die möglichst zeitnah zum Einsatz kommen. Dafür ist ein umfassenderes Verständnis der Pathophysiologie und Virulenz des Erregers notwendig. Unsere Wissenschaftler untersuchen daher insbesondere den Zusammenhang zwischen der Physiologie des Erregers und seiner Fähigkeit seinen Wirt zu kolonisieren und dort Krankheiten auszulösen.

Die eigentlichen Effektoren in einer Zelle sind die Proteine. Neben der systematischen Erforschung ihrer Synthese und ihres Abbaus in den Bakterien sind unsere Wissenschaftler auch an den Modifikationen dieser Moleküle und an ihrer Aktivität und Funktion interessiert, denn sie sind der Schlüssel zur Wechselwirkung mit ihrem Wirt.

Methoden und Technologien

Um die Gesamtheit der Proteine unter definierten Bedingungen und zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem abgegrenzten System wie dem Bakterium S. aureus darzustellen und zu erforschen, nutzen unsere Wissenschaftler unterschiedliche Technologien. Mit Hilfe von massenspektrometrischen Methoden können sie ca. 80 Prozent der aus der Genomsequenz theoretisch abgeleiteten Proteine eines Bakteriums tatsächlich nachweisen.

Durch Präparationsmethoden können membran- und oberflächenassoziierte Proteine von sekretierten Proteinen unterschieden werden.

Diese Proteine können durch geeignete Präparationsmethoden entsprechenden Zellkompartimenten zugeordnet und gleichzeitig quantifiziert werden. So können im Zytoplasma vorkommende Proteine von membran- und oberflächenassoziierten Proteinen und von sekretierten Proteinen unterschieden werden. Und es können ihre Änderungen sowohl in der Menge als auch in ihren Modifikationen analysiert werden.

Diese Werkzeuge nutzen unsere Forscher, um die Regulation und Funktion von Virulenzfaktoren in S. aureus zu untersuchen. Sie erforschen, wie sich S. aureus an Stress- und Hungersituationen und Antibiotika anpasst. Und sie betrachten die Anpassungsmechanismen der Bakterien an ihren Wirt. Zudem entwickeln sie Testsysteme zur Identifikation von Antikörpern und Interaktionspartnern von S. aureus Virulenzfaktoren im Wirt.

Externe Links

Proteinexpressionsdatenbank für Staphylococcus aureus

Aureolib

Neu! Staphylococcus Buch

Staphylococcus: Genetics and Physiology

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