DFG Projekt: Der Austritt der Gametozyten aus dem Erythrozyten während der Übertragung des Malariaerregers auf die Mücke

 

Teilprojekt zu SPP 1580: Intracellular compartments as places of pathogen-host-interactions

Gesamtlaufzeit: 2x 3 Jahre

Antragszeitraum: 2012-2018

Abgeschlossene Promotionen: Dr. Christine Wirth, Dr. Tim Weißbach, Dr. Sandra Bennink

Zusammenfassung:

Malariaparasiten sind obligat intrazellulär lebende Pathogene. Sie vermehren sich in humanen Erythrozyten, wo sie geschützt in einer Vakuole vorliegen. Die Parasiten müssen den sie umgebenden Erythrozyten jedoch verlassen, um sich sexuell fortpflanzen zu können. Die sexuelle Reproduktion des Parasiten beginnt mit der Aufnahme von sexuellen Vorläuferzellen, den in Erythrozyten vorliegenden Gametozyten, durch blutsaugende Mücken der Gattung Anopheles. Im Darm der Mücke werden die Gametozyten durch Umweltsignale, die den Wirtswechsel anzeigen, stimuliert. In weniger als 15 Minuten bilden sie sich zu Gameten um und treten aus den sie umgebenden Erythrozyten aus. Der Austritt aus den Erythrozyten ist für die Gametogenese des Parasiten und seiner Weiterentwicklung in der Mücke notwendig. Die Gametozyten des Malariaerregers Plasmodium falciparum treten in einem Inside-Out-Modus aus, bei dem die Membran der parasitophoren Vakuole vor der Erythrozytenmembran aufbricht. Während der Gametenbildung kommt es außerdem zu drastischen Umstrukturierungen der Parasitenmembran. Unter anderem werden während dieses Vorgangs Komponenten des inneren Membrankomplexes zur Plasmamembran des Parasiten transportiert. Im Rahmen des Projekts wurden die molekularen Mechanismen der Membranruptur während des Austritts von Gametozyten aus den Erythrozyten untersucht. Unser Hauptaugenmerk lag dabei auf 1) der detaillierten biochemischen und biophysikalischen Charakterisierung von PPLP2 während der Perforation der Erythrozytenmembran und seiner möglichen Interaktion mit anderen Perforinmolekülen; 2) den funktionalen Studien der plasmodialen Proteasen, die an dem Auflösen der parasitophoren Vakuole und der Destabilisierung des Erythrozytenzytokeletts beteiligt sind; und 3) den Untersuchungen zur Beteiligung von plasmodialen Phospholipasen während der Membranauflösung.

 

Gesamtdauer: 4 Jahre

Antragszeitraum: 2015-2019

Abgeschlossene Doktorarbeit: Emilie Joelle Njila Tchoufack

Zusammenfassung:

Das Genom des Malariaerregers Plasmodium falciparum kodiert für mehr als sieben Proteine mit charakteristischer 7-Transmembrandomänen-Struktur, wie sie normalerweise für G-Protein-gekoppelte Rezeptoren bekannt ist. Das Projekt hat zum Ziel, drei dieser Proteine, SR10, SR12 und 7-Helix-2, funktional zu charakterisieren. Dabei liegt der Fokus insbesondere auf folgenden Aspekten:

  • Untersuchungen zur Expression und Lokalisation der Proteine in den asexuellen Blutstadien und Gametozyten mittels Immunhistochemie.
  • Untersuchungen zur Funktion der Proteine mittels Gen-Knockout und Gen-knockdown.
  • Identifizierung potentieller Interaktionspartner der Proteine mittes Ko-Immunopräzipitation.