Forschung

Salmonella infection induces P-body disassembly. HeLa cells were mock-treated or infected with Salmonella enterica serovar Typhimurium expressing GFP. P-bodies were detected by staining the cells with anti-GW182 antibody (red channel). The regions highlighted by the white squares are enlarged on the rightmost panels. Scale bar, 10 µm.

Unser Hauptziel besteht darin,unbekannte Funktionen von RNA-Molekülen in Interaktionen zwischen bakteriellen Pathogen und dem Wirt aufzudecken, wobei der Fokus sowohl auf den Folgen der bakteriellen Infektion gegenüber dem zellulären RNA-Stoffwechsel des Wirts, als auch auf dem reziproken Effekt der Infektion auf den Lebenszyklus des pathogenen Bakteriums liegt. Dieses Themengebiet ist bisher zum großen Teil noch unerforscht. 
Unsere Forschungsarbeit lässt sich in drei Teile untergliedern:

1. Zusammenspiel zwischen zellulären microRNAs des Wirts und der bakteriellen Infektion
Trotz früherer Studien durch unsere und andere Forschungsgruppen, die gezeigt haben, dass bakterielle Pathogene (z.B. Salmonella enterica, Helicobacter pylori) zu signifikanten Änderungen in den Expressionsprofilen von microRNAs in Säugetierzellen führen, gibt es keine vergleichende Übersicht über die Regulierung von microRNAs durch bakterielle Infektionen. Der Fokus unserer Forschung liegt deshalb auf der Identifizierung der microRNAs des Wirts,die durch eine Infektion mit bakteriellen Pathogenen reguliert werden. Gleichzeitig wollen wir auch den Mechanismus charakterisieren, mit dem die Bakterien microRNAs in Wirtzellen modulieren. Es soll gezeigt werden, ob microRNAs eine spezielle Signatur für die Infektion durch verschiedene Bakterien erkennen lassen und ob microRNAs durch einen Zelltyp-spezifischen Mechanismus reguliert werden. Wir arbeiten darüber hinaus auch an der Identifizierung zellulärer microRNAs des Wirts, welche die bakterielle Infektion regulieren.

2. Auswirkungen der bakteriellen Pathogene auf den RNA-Stoffwechsel der Wirtzelle
Der Zusammenhang zwischen bakteriellen Infektionen und RNA-Granula, hierbei vor allem P-Bodies (auch bekannt als mRNA processing bodies) und Stressgranula, ist ein weiterer Aspekt der Bakterium-Wirts-Beziehung über die man bisher sehr wenig weiß. Die Bildung und Stabilität von RNA-Granula unterliegtderstrengen Kontrolle des zellulären RNA-Metabolismus. Daher ist jede durch bakterielle Pathogene verursachte Störung der RNA-Granula mit großer Wahrscheinlichkeit auf deren Einfluss auf den RNA-Stoffwechsel der Wirtszelle zurückzuführen. Wir möchten herausfinden ob P-Bodies, Stressgranula und/oder deren Proteinkomplexe in der Regulierung des RNA-Metabolismus während der bakteriellen Infektion eine Rolle spielen. Nur so können wir herausfinden ob und wie Bakterien die RNA-abhängigen Abläufe in der Wirtszelle beinträchtigen. Der reziproke Effekt des RNA-Metabolismus auf die bakterielle Infektion soll ebenso untersucht werden. Zusammenfassend kann man sagen, dass wir mit diesen Studien den Einfluss von Bakterien auf zelluläre mRNA-Prozesse, auf RNA-Stabilität und auf Kontrollmechanismen aufzeigen wollen.