Projekt: Inside out - Die Rolle mykobakterieller ESX-Sekretionssysteme beim Phagosomenaustritt
Ziel des Projektes ist es, die Rolle von Typ VII Sekretionssystemen (T7SS) bei dem Phagosomenaustritt von pathogenen Mykobakterien aufzuklären. Insbesondere werden wir uns auf die inter- und intraspezieselle genetische Diversität von ESX-Sekretionssystemen und auf die strukturelle und funktionelle Variabilität von T7SS-Substraten, die zur WXG100-Superfamilie gehören, konzentrieren. Basierend auf den Ergebnissen eines umfassenden in silico-Screens wird eine Auswahl von WXG100-Proteinen, die die genetische Variation innerhalb der Gattung repräsentieren, rekombinant exprimiert, um den Einfluss struktureller Veränderungen auf die Proteinfunktion zu untersuchen. Die Rolle der ESX-Substrate beim Phagosomenaustritt wird mit Hilfe von Makrophagen aus menschlichem und bovinem Blut analysiert. Um die komplexe Interaktion von ESX-Substraten mit biologischen Membranen zu entschlüsseln, werden wir hochauflösende Mikroskopie (EM, AFM, STORM) an intrazellulären Bakterien in Makrophagen und verschiedene biophysikalische Techniken (Spektroskopie, Elektrophysiologie, Bindungsassays) an natürlichen und rekonstituierten wohldefinierten Lipidmembransystemen einsetzen. Die spezifische Rolle der ESX-Moleküle für den Austritt von Mykobakterien wird durch Zugabe der gereinigten Proteine, von in rekonstituierten liposomalen Containern verkapselten Proteinen und inaktivierten Mykobakterien in verschiedene Zellkultursysteme nachgeahmt. Die Struktur von WXG100 Monomeren und Heterodimeren wird charakterisiert, sowie die molekulare Basis von Protein-Membran-Interaktionen zwischen WXG100 Proteinen und biologischen Membranen mit besonderem Fokus auf pH-, Lipid-, Spannungs- und Proteinstrukturspezifitäten.