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Auf und in unserem Körper lebt eine riesige Gemeinschaft aus Mikroorganismen – die Mikrobiota. Oftmals wird sie auch als Mikrobiom bezeichnet, wobei der Begriff Mikrobiom im eigentlichen Sinne die Erbinformation der Mikrobiota beschreibt. Die Mikrobiom-Forschung ist ein vergleichsweise junges Forschungsfeld. Viele grundlegende Fragen sind noch offen, und die Suche nach möglichen Therapieansätzen steht noch am Anfang. Bioinformatiker des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig haben nun in Kooperation mit Forschenden des Departments für Biostatistik an der Harvard School of Public Health in Boston (USA) CRISPR-Regionen des menschlichen Mikrobioms auf Basis des Human Microbiome Project (HMP1-II) identifiziert. Diese Regionen bilden einen Teil des bakteriellen Abwehrsystems gegen Viren und können einen Überblick über vergangene Angriffe geben. Ihre umfangreiche Datenressource stellen sie der Mikrobiom-Forschung zur Verfügung, damit die Interaktionen zwischen Viren und Bakterien weiter erforscht werden können. Die durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft geförderte Studie ist in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals Cell Host & Microbe erschienen.

Krankheitserregende Bakterien sind mit einem großen Arsenal molekularer Waffen ausgestattet, die ihnen dabei helfen, ihre Wirte zu infizieren. Diese Virulenzfaktoren ermöglichen es den Bakterien, sich Zugang zu Nährstoffen zu verschaffen, eine Nische zum Überleben zu etablieren oder schlicht das Immunsystem auszuschalten. Toxine sind Virulenzfaktoren, die Bakterien produzieren, um ihren Wirt zu schädigen. Dazu müssen diese Toxine oft weite Wege zurücklegen: Sie verlassen zunächst das Bakterium, finden dann spezifische Wirtszellen und dringen in sie ein, um schließlich ihre direkten Zielmoleküle zu finden und mit ihnen zu interagieren. Eine aktuelle Studie von Forschern des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig in Zusammenarbeit mit der Universität Münster verbessert das Verständnis für die Aktivität und den Transport eines wichtigen Virulenzfaktors. Die Wissenschaftler lösten die dreidimensionale Struktur des zytotoxischen nekrotisierenden Faktors (englisch: cytotoxic necrotizing factor (CNF) - ein Toxin, das in verschiedenen gramnegativen Spezies vorkommt - und entdeckten neuartige Proteinstrukturen, die allen bisher untersuchten Strukturen nicht oder nur sehr entfernt ähneln. Die Ergebnisse erleichtern die Entwicklung von Wirkstoffen, die das Toxin hemmen, und wurden im EMBO Journal veröffentlicht.

Die schnelle und effiziente Erfassung, Betreuung und Dokumentation von COVID-19 Fall- und Kontaktpersonen sind wichtige Bausteine im Kampf gegen die Pandemie. „Ich befürworte die flächendeckende Einführung von SORMAS in den Gesundheitsämtern ausdrücklich – auch im Namen der Betroffenen“, sagt Prof. Dr. Claudia Schmidtke, Patientenbeauftragte der Bundesregierung. Das digitale System SORMAS wurde vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig federführend entwickelt. Durch die Förderung des Bundesministeriums für Gesundheit steht SORMAS allen Gesundheitsämtern kostenlos zur Verfügung.

Aktuell werden in vielen Ländern Europas hohe Infektionszahlen mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 verzeichnet. Dies führt zu vermehrten Todesfällen und stellt eine Belastung für die Gesellschaft, Gesundheitssysteme und Volkswirtschaft dar. Eine internationale Initiative von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern fordert eine europäische Strategie zur raschen und nachhaltigen Reduktion der COVID-19-Fallzahlen. Die Stellungnahme wurde von verschiedenen Expert:innen unter anderem von Prof. Melanie Brinkmann, Virologin am Braunschweiger Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI), verfasst. Die mehr als 300 Unterzeichner, darunter weitere HZI-Forscher:innen, plädieren für eine starke, koordinierte europäische Antwort mit klar definierten mittel- und langfristigen Zielen. Die Strategie sollte das Ziel haben, in ganz Europa niedrige Fallzahlen zu erreichen und zu erhalten.

SARS-CoV-2-Infektionen stellen eine globale Bedrohung für die menschliche Gesundheit und eine gewaltige Herausforderung für die Forschung dar. Zu den dringlichsten Aufgaben gehört es, ein detailliertes Verständnis der molekularen Interaktionen zwischen dem Virus und den von ihm befallenen Zellen zu erlangen. Geklärt werden muss auch die Frage, ob diese Interaktionen die Vermehrung des Virus begünstigen oder – im Gegenteil – Abwehrmechanismen aktivieren. Um sich zu vermehren nutzt SARS-CoV-2 Proteine der Wirtszelle. Bislang gab es jedoch keine detaillierten Informationen, welcher Teil des menschlichen Proteoms – sprich: der Gesamtheit aller in menschlichen Zellen vorkommenden Proteine – im direkten Kontakt mit der viralen RNA steht. Diese Wissenslücke konnte nun geschlossen werden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Helmholtz-Instituts für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI) Würzburg, der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) und des Broad Institutes (Cambridge, USA) ist es gelungen, den ersten globalen Atlas der direkten Interaktionen zwischen der SARS-CoV-2-RNA und dem Proteom des menschlichen Wirts zu erstellen. Das HIRI ist ein Standort des Braunschweiger Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Kooperation mit der JMU. Darüber hinaus identifizieren die Autoren wichtige Regulatoren der viralen Replikation. Verantwortlich für die Studie waren Dr. Mathias Munschauer vom HIRI und Professor Jochen Bodem vom Institut für Virologie und Immunbiologie der JMU. In der neuesten Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Microbiology stellen sie die Ergebnisse ihrer Arbeit vor.

Prof. Rolf Müller, geschäftsführender Direktor des Helmholtz-Instituts für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS), wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für seine herausragenden Forschungsleistungen mit dem Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis 2021 ausgezeichnet. Der Leibniz-Preis ist die höchstdotierte Auszeichnung, die in Deutschland regelmäßig an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vergeben wird. Das HIPS ist ein Standort des Braunschweiger Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Kooperation mit der Universität des Saarlandes.