Projektbeschreibung
Molekulare und strukturelle Grundlagen der Pathogenese von Mikrosporidien
Mikrosporidien sind eine vielfältige Gruppe obligat intrazellulärer, sporenbildender eukaryontischer Parasiten, die nahezu alle Tiere und auch den Menschen befallen. Mikrosporidien bilden infektiöse Sporen, die bei der Lyse der Wirtszelle freigegeben werden. Die molekularen Mechanismen des Infektionsprozesses sind noch nicht hinreichend erforscht. Das EU-finanzierte Projekt MsInfection zielt darauf ab, die Mechanismen des Lebenszyklus von Mikrosporidien und der Invasion von Wirtszellen zu erforschen. Die Stadien des Lebenszyklus von Mikrosporidien werden strukturell mit Hilfe von Elektronenmikroskopie, Transkriptomik auf Einzelzellebene sowie der RNA-Sequenzierung der einzelnen Zelle untersucht. Ziel des Projekts ist es, die molekularen Vorgänge aufzudecken und sichtbar zu machen, die für die Entwicklung der intrazellulären Mikrosporidien, den Aufbau des Infektionsapparats sowie die Auswahl der Gewebe-Nischen verantwortlich sind.
Ziel
Microsporidia are emerging pathogens of high priority that infect humans, and most animals. Microsporidiosis can be life-threatening and cause severe damage in the eyes, brain, muscles, respiratory, and urinary tracts. These obligate intracellular parasites also present a unique case of reductive and divergent evolution. They possess the smallest eukaryotic genome and unique cellular features such as the smallest eukaryotic cytoplasmic ribosomes and a specialised infection apparatus, the polar tube. Inside the host, microsporidia replicate through distinct life stages to form infective spores that are released into the environment upon host cell lysis. However, the molecular events involved in the pathogen’s commitment to each life stage, host cell lysis, formation, and eversion of the polar tube, remain unclear. This lacunae in understanding microsporidia are due to a lack of biochemical or structural data and the absence of systematic in vivo studies. Thus, studying this medically and economically relevant pathogen is critical for designing drugs and preventive regimes to curtail their transmission. Towards this, MsInfection aims to provide the first comprehensive and mechanistic insights into microsporidian life-cycle progression and host cell invasion. The life cycle stages of microsporidia species with varied tissue tropism will be analysed structurally and transcriptomically at the single-cell level, using Electron Microscopy (EM) and single cell-RNA sequencing (scRNA-seq). A combination of these transformative technologies will enable a systematic determination and visualisation of the molecular events driving intracellular development, and the assembly of infection apparatus and tissue niche selection.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
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