Projektbeschreibung
Zusammenwirken zwischen Bakteriophagen und bakteriellem Wirt während der Infektion
Bakteriophagen sind Parasiten, die Bakterienzellen zur Vermehrung nutzen und eine Rolle in der bakteriellen Evolution spielen. Lytische Bakteriophagen treten nach der Infektion in einen produktiven Zyklus ein, wobei sie durch Lyse Virionen erzeugen und freisetzen. Lysogene Bakteriophagen vermehren sich, ohne den lytischen Zyklus zu aktivieren. Ihr Genom integriert sich als Prophage in das bakterielle Chromosom und repliziert mit dem Wirtschromosom, kann aber unter Stressbedingungen in die lytische Produktion übergehen. Eine kürzlich durchgeführte Studie hat aufgezeigt, dass der infektiöse Prophage die Virulenz des bakteriellen Wirts Listeria monozytogenes durch adaptives Verhalten fördert und von regulatorischen Faktoren abhängt, die in Verbindung mit Prophagenresten im bakteriellen Genom stehen. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts CoPathoPhage werden kreuzregulatorische und kooperative Mechanismen von Phagenelementen untersucht, die neue Erkenntnisse über die Koexistenz von Bakterien und Phagen liefern.
Ziel
Most bacterial pathogens are lysogens, namely carry DNA of active phages within their genome, referred to as prophages. While these prophages have the potential to turn under stress into infective viruses which kill their host bacterium in a matter of minutes, it is unclear how pathogens manage to survive this internal threat under the stresses imposed by their invasion into mammalian cells. In the proposed project, we will study the hypothesis that a complex bacteria-phage cooperative adaptation supports virulence during mammalian infection while preventing inadvertent killing by phages. Several years ago, we uncovered a novel pathogen-phage interaction, in which an infective prophage promotes the virulence of its host, the bacterial pathogen Listeria monocytogenes (Lm), via adaptive behaviour. More recently, we discovered that the prophage, though fully infective, is non-autonomous- completely dependent on regulatory factors derived from inactive prophage remnants that reside in the Lm chromosome. These findings lead us to propose that the intimate cross-regulatory interactions between all phage elements within the genome (infective and remnant), are crucial in promoting bacteria-phage patho-adaptive behaviours in the mammalian niche and thereby bacterial virulence. In the proposed project, we will investigate specific cross-regulatory and cooperative mechanisms of all the phage elements, study the domestication of phage remnant-derived regulatory factors, and examine the hypothesis that they collectively form an auxiliary phage-control system that tempers infective phages. Finally, we will examine the premise that the mammalian niche drives the evolution of temperate phages into patho-adaptive phages, and that phages that lack this adaptation may kill host pathogens during infection. This work is expected to provide novel insights into bacteria-phage coexistence in mammalian environments and to facilitate the development of innovative phage therapy strategies.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
69978 Tel Aviv
Israel