B1

Wirt-Mikroben-Interaktion in Schwämmen und Nesseltieren

Der Begriff „Metaorganismus“ wurde in Anerkennung der Tatsache geprägt, dass in der Umwelt alle multizellulären Wirte (Tiere, Pflanzen) mit Mikroorganismen assoziiert sind. Dieses Konzept hat tiefgreifenden Einfluss auf unser Verständnis von Ökologie, welche versucht die Interaktionen innerhalb eines Organismus und zwischen Organismen und ihrer Umwelt nachzuvollziehen. Es gibt ein zunehmendes Verständnis, dass mikrobielle Gemeinschaften viele essenzielle Funktionen, von der Ernährung bis zur Entwicklung und Verteidigung gegen Pathogene, erfüllen können.

Die Projektgruppe B1 untersucht die Wirt-Mikroben-Interaktionen in zwei ursprünglichen Vielzellern, den Schwämmen und den Nesseltieren. Es zeigte sich, dass Schwämme und Nesseltiere von speziellen bakteriellen Gemeinschaften besiedelt sind, was auf einen hochselektiven Druck durch das Wirtstier hindeutet. Aktuelle Genomprojekte von Schwämmen und Nesseltieren haben potentielle Rezeptoren, Signaltransduktionskaskaden und Effektormoleküle, die an der epithelialen Verteidigung beteiligt sind, identifiziert. In diesem Projekt haben wir die Hypothese, dass es eine enge Interaktion zwischen der Bakteriengemeinschaft und dem Wirtsimmunsystem gibt und dass die Bakterien zur Fitness des Wirts beitragen. Diese Aspekte wurden noch in keinem experimentellen Modell im Detail untersucht. Um diese Interaktionen aufzuklären, konzentrieren wir uns auf zwei Hauptziele in Nematostella und zwei ausgewählte Schwammarten in einem vergleichenden Ansatz:
1. Wirtsmechanismen, die an der Anerkennung und Etablierung einer spezifischen Bakterienbesiedlung beteiligt sind.
2. Bakterielle Funktionen und Lokalisierung während der Entwicklung.

Gemeinsam werden diese Erkenntnisse, die aus in-vitro und in-vivo Studien abgeleitet werden, ursprüngliche Mechanismen, die Wirt-Mikroben-Erkennung, sowie Funktion und Homöostase während der Entwicklung kontrollieren, enthüllen. Da diese Phyla einen Großteil der genetischen Komplexität der gemeinsamen Metazoan-Vorfahren bewahrt haben, verspricht es hochinformative, evolutionär konservierte Mechanismen aufzuschlüsseln, welche die Wirt-Mikroben-Interaktionen kontrollieren.

Wissenschaftler

Laura Baldassarre

Doktoranden , Assoziierte Nachwuchswissenschaftler
Universität Kiel Zoologisches Institut

Hanna Domin

Doktoranden
Universität Kiel Zoologisches Institut

Martin T. Jahn

Doktoranden , Assoziierte Nachwuchswissenschaftler
GEOMAR - Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Dr. Anna Roik

Postdoktoranden, Assoziierte Nachwuchswissenschaftler
Universität Kiel Institut für Allgemeine Mikrobiologie

Publikationen

2017

Temperate phages as self-replicating weapons in bacterial competition.

Li XY, Lachnit T, Fraune S, Bosch T C G, Traulsen A, Sieber M (2017); J R Soc Interface, 14(137). doi: 10.1098/rsif.2017.0563

FeaturedA secreted antibacterial neuropeptide shapes the microbiome of Hydra.

Augustin R, Schröder K, Murillo Rincón A P, Fraune S, Anton-Erxleben F, Herbst E M, Wittlieb J, Schwentner M, Grötzinger J, Wassenaar T M, Bosch T C G (2017); Nat Commun., 8(1):698. doi: 10.1038/s41467-017-00625-1

2016

Emerging Sponge Models of Animal-Microbe Symbioses.

Pita L, Fraune S, Hentschel U (2016); Front Microbiol., 7:2102. doi: 10.3389/fmicb.2016.02102

Shedding light on cell compartmentation in the candidate phylum Poribacteria by high resolution visualisation and transcriptional profiling.

Jahn M T, Markert S M, Ryu T, Ravasi T, Stigloher C, U Hentschel, Moitinho-Silva L (2016); Scientific Reports, 6:35860. doi: 10.1038/srep35860

Using Nematostella vectensis to Study the Interactions between Genome, Epigenome, and Bacteria in a Changing Environment.

Fraune S, Forêt S, Reitzel A M (2016); Front. Mar. Sci., 3:148. doi: 10.3389/fmars.2016.00148