Projektbeschreibung
Geheimwaffen der Bakterien aufgedeckt
Jahrelang dachten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, dass spezialisierte Sekretionssysteme nur bei gramnegativen Bakterien vorkommen. Grampositive Bakterien, darunter gefährliche Krankheitserreger wie das Mycobacterium tuberculosis, verfügen jedoch über eine mächtige Ausnahme: das Typ-VII-Sekretionssystem (T7SS). Diese komplexe Maschinerie exportiert nicht nur Proteine, die an der Infektion beteiligt sind, sondern spielt außerdem eine überraschende Rolle bei der mikrobiellen Kriegsführung zwischen Bakterien. Die Arbeit des ERC-finanzierten Projekts CombaT7 vereint führende Forschende, um die Geheimnisse von T7SS bei wichtigen mykobakteriellen Pathogenen wie M. tuberculosis und M. abscessus zu entschlüsseln. Mithilfe modernster Instrumente wie Elektronenkryomikroskopie und Lunge-auf-einem-Chip-Modellen wird das Team die Struktur des Systems kartieren, neue Proteinziele identifizieren und herausfinden, wie es sowohl die Krankheit als auch die bakterielle Konkurrenz beeinflusst, um somit die Grundlage für neue Wege der Infektionsbekämpfung zu schaffen.
Ziel
Bacteria interact with their environment via specialised secretion systems that deliver proteins outside of the cell. Due to a bias in research efforts, for many years such systems were assumed to be unique to Gram-negative bacteria. A major exception is the type VII secretion system (T7SS), which is widespread in Gram-positive bacteria and actinobacteria, including the important human pathogen Mycobacterium tuberculosis. The T7SS is a complex secretion apparatus that exports folded proteins and even protein complexes. While secreted substrates are well-known for being crucial players in host-pathogen interactions, our recent data indicate that specific substrates of the relevant opportunistic pathogen Mycobacterium abscessus and the fish pathogen Mycobacterium marinum are also involved in interbacterial antagonism. This makes T7SSs important factors to understand microbial interactions, also for the understudied part of the microbial world.
While the mechanism of secretion via T7SSs remains little understood, our preliminary data show that not only their roles but also their substrates are more diverse than thus far thought. Here, we unite leading experts in microbiology, structural biology, cell biology, and biophysics to spearhead research on mycobacterial T7SSs and their roles in both interbacterial and host-pathogen interactions. In this unique consortium, we will (i) define the full trans-envelope T7SS by atomic force microscopy and cryo-electron microscopy, (ii) study the mechanism of transport by creating translocation intermediates, (iii) expand the set of T7SS substrates by extensive proteomics and bioinformatics analysis, and (iv) visualise the role of T7SS in bacterial warfare and host-pathogen interactions using microfluidics, innovative lung-on-a-chip infection models and time-lapse microscopy. This will deliver a deep mechanistic understanding of the diverse roles of mycobacterial T7SSs and provide clues to exploit these systems to combat infections.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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