EPS-Matrix-Initiative: Den Eiweißen von bakteriellen Biofilmen auf der Spur
Projektkoordinator/ Project coordinator:
Dr. Jean-Marc Ghigo
Institut Pasteur
Groupe de génétique des biofilms
25 rue du Dr ROUX
75724, Paris CEDEX 15
France
Tel.: +33 1 40 61 34 18
Email: jmghigo@pasteur.fr
Biofilme sind dünne Schleimschichten, die bakterielle Mikroorganismen um sich herum bilden. Auf diese Weise können sie eine Gemeinschaft formen und sich auf den verschiedensten Oberflächen ansiedeln. Geschieht dies allerdings auf medizinischen oder industriellen Oberflächen sind Biofilme nicht nur ein gesundheitliches, sondern auch ein wirtschaftliches Problem. In struktureller Hinsicht zeichnen sich Biofilme im Gegensatz zu Plankton-Populationen durch eine äußere Hülle aus, die sogenannte extrazelluläre Matrix, von der Wissenschaft-ler annehmen, dass sie eine schützende Funktion für bakterielle Mikroorganismen übernimmt. Wie mehrere Forscherteams in früheren Untersuchungen herausgefunden haben, befinden sich in dieser Hülle zum einen Zuckermoleküle, die für strukturelle Aufgaben verantwortlich gemacht werden. Auf der anderen Seite deuten andere Studien darauf hin, dass bestimmte Eiweißgruppen in der Matrix auch wichtige biologische Funktionen ausüben. Fünf Forschergruppen aus zwei Ländern haben sich nun unter dem Dach des ERA-NET PathoGenoMics zur EPS-Matrix-Initiative zusammengeschlossen, um solchen nicht-strukturell eingebundenen Eiweißgruppen genauer auf die Spur zu kommen und ihre Rolle innerhalb der Matrix von bakteriellen Gemeinschaften zu beleuchten. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Eiweiße von den Bakterien in die Matrix abgegeben werden, damit sie dort physiologische Aufgaben übernehmen. Darüber hinaus wird ihnen eine mögliche Rolle im Verteidigungs- und Kommunikationssystem der Bakterien zugeschrieben. Um diese Fragen näher zu beleuchten und auf eine breite Basis zu stellen, reichen jedoch einfache Biofilm-Screening-Verfahren nicht aus. Aus diesem Grund wollen die Forscher der EPS-Matrix-Initiative vier bakterielle Modellorganismen genauer nach allgemeinen Biofilm-Mechanismen untersuchen und miteinander vergleichen: Dazu gehören sowohl die Krankheitserreger Salmonella enterica Serovar Enteritidis, Pseudomonas aeruginosa und Staphylococcus areus, als auch der Darmbewohner Escherichia coli. Dieser Forschungsansatz wird mit in silico-Analysen kombiniert, um herauszufinden, mit welchen Mechanismen Bakterien diese Eiweißgruppen in die Biofilmmatrix abgeben. Mit Hilfe neuester Verfahren der Genomforschung sollen diese Abläufe zudem auf molekularer Ebene bestimmt werden und dazu beitragen, die funktionelle Rolle dieser Eiweiße innerhalb des Biofilms zu entschlüsseln.