Systemmikrobiologie intrazellulärer Pathogene
Unsere Forschung
Antibiotikaresistente intrazelluläre Krankheitserreger sind eine ernsthafte Bedrohung. Sie verstecken sich in unseren Zellen und entziehen sich somit sowohl der Immunabwehr als auch der Wirkung von Antibiotika. Um zu verstehen, wie diese Bakterien sich anpassen und überleben, ist ein umfassendes Bild der Wechselwirkungen zwischen Wirt und Erreger erforderlich – und das auf Einzelzellniveau in physiologisch relevanten Infektionsmodellen. Mit derzeitigen Technologien ist dies jedoch nicht darstellbar.
Die Gruppe um Camilla Ciolli Mattioli entwickelt innovative Plattformen, mit denen sich die Genexpression von Zellen des Wirts und des Krankheitserregers während einer Infektion gleichzeitig in Einzelzellauflösung erfassen lässt. Ergänzend dazu nutzen die Forschenden räumliche Transkriptomik, um Interaktionen innerhalb nativer Gewebearchitekturen zu kartieren, sowie CRISPR-basierte molekulare Aufzeichnungssysteme, mit denen sich die Transkriptionsgeschichte von Bakterien nachvollziehen lässt.
Die Gruppe identifiziert molekulare Schalter, die darüber entscheiden, ob Bakterien überleben, persistieren oder ausgeschaltet werden. Dazu integriert sie räumliche, zeitliche und phänotypische Dimensionen und verwendet bildgestützte Zellsortierung. Das Ziel ist, Schwachstellen in den Überlebensstrategien von Bakterien aufzudecken. So sollen therapeutische Ansätze gefunden werden, die Infektionen in Richtung Bekämpfung von Pathogenen umlenken. Das soll den Kampf gegen Antibiotikaresistenzen vorantreiben.
Unsere Forschung
Antibiotikaresistente intrazelluläre Krankheitserreger sind eine ernsthafte Bedrohung. Sie verstecken sich in unseren Zellen und entziehen sich somit sowohl der Immunabwehr als auch der Wirkung von Antibiotika. Um zu verstehen, wie diese Bakterien sich anpassen und überleben, ist ein umfassendes Bild der Wechselwirkungen zwischen Wirt und Erreger erforderlich – und das auf Einzelzellniveau in physiologisch relevanten Infektionsmodellen. Mit derzeitigen Technologien ist dies jedoch nicht darstellbar.
Die Gruppe um Camilla Ciolli Mattioli entwickelt innovative Plattformen, mit denen sich die Genexpression von Zellen des Wirts und des Krankheitserregers während einer Infektion gleichzeitig in Einzelzellauflösung erfassen lässt. Ergänzend dazu nutzen die Forschenden räumliche Transkriptomik, um Interaktionen innerhalb nativer Gewebearchitekturen zu kartieren, sowie CRISPR-basierte molekulare Aufzeichnungssysteme, mit denen sich die Transkriptionsgeschichte von Bakterien nachvollziehen lässt.
Die Gruppe identifiziert molekulare Schalter, die darüber entscheiden, ob Bakterien überleben, persistieren oder ausgeschaltet werden. Dazu integriert sie räumliche, zeitliche und phänotypische Dimensionen und verwendet bildgestützte Zellsortierung. Das Ziel ist, Schwachstellen in den Überlebensstrategien von Bakterien aufzudecken. So sollen therapeutische Ansätze gefunden werden, die Infektionen in Richtung Bekämpfung von Pathogenen umlenken. Das soll den Kampf gegen Antibiotikaresistenzen vorantreiben.
Camilla Ciolli Mattioli
Camilla Ciolli Mattioli studierte Biotechnologie an der Universität Florenz (Italien) und promovierte im Jahr 2019 an der Humboldt-Universität zu Berlin (Deutschland). Im Rahmen ihrer Doktorarbeit am Berliner Institut für Medizinische Systembiologie des Max Delbrück Center konzentrierte sie sich auf die Mechanismen, die die RNA-Lokalisierung und lokale Translation in eukaryotischen Zellen steuern. Anschließend erhielt sie ein Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowship und arbeitete als Postdoktorandin im Labor von Roi Avraham am Weizmann Institute of Science in Rehovot (Israel), wo sie erforschte, wie die phänotypische Heterogenität von Bakterien den Verlauf von Infektionen beeinflusst. Seit Februar 2026 ist sie als Nachwuchsgruppenleiterin am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI) sowie als Juniorprofessorin an der Universität Würzburg tätig.
Ausgewählte Publikationen
Ciolli Mattioli C, Eisner K, Rosenbaum A, Wang M, Rivalta A, Amir A, Golding I, Avraham R (2023) Physiological stress drives the emergence of a Salmonella subpopulation through ribosomal RNA regulation. Current Biology 33(22):4880-4892.e14 DOI: 10.1016/j.cub.2023.09.064
Heyman O, Yehezkel D, Ciolli Mattioli C, Blumberger N, Rosenberg G, Solomon A, Hoffman D, Bossel Ben-Moshe N, Avraham R (2023) Paired single-cell host profiling with multiplextagged bacterial mutants reveals intracellular virulence-immune networks. PNAS 120(28):e2218812120 DOI: 10.1073/pnas.2218812120
Rosenberg G, Yehezkel D, Hoffman D, Ciolli Mattioli C, Fremder M, Ben-Arosh H, Vainman L, Nissani N, Hen-Avivi S, Brenner S, Itkin M, Malitsky S, Ohana E, Ben-Moshe NB, Avraham R (2021) Host succinate is an activation signal for Salmonella virulence during intracellular infection. Science 371(6527):400-405 DOI: 10.1126/science.aba8026
Ciolli Mattioli C, Rom A, Franke V, Imami K, Arrey G, Teme M, Woehler A, Akalin A, Ulitsky I, Chekulaeva M (2019) Alternative 3' UTRs direct localization of functionally diverse protein isoforms in neuronal compartments. Nucleic Acids Research 47(5):2560-2573 DOI: 10.1093/nar/gky1270
Zappulo A*, Van Den Bruck* D, Ciolli Mattioli C*, Franke V*, Imami K, McShane E, Moreno-Estelles M, Calviello L, Filipchyk A, Peguero-Sanchez E, Müller T, Woehler A, Birchmeier C, Merino E, Rajewsky N, Ohler U, Mazzoni EO, Selbach M, Akalin A, Chekulaeva M (2017) RNA localization is a key determinant of neurite-enriched proteome. Nature Communications 8(1):583 DOI: 10.1038/s41467-017-00690-6
Eine vollständige Liste der Publikationen finden Sie hier.
