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Mikrobiota-Wirt Interaktionen an der Basis des Metazoa-Stammbaums

Dieses Projekt adressiert in einem vergleichenden Ansatz die Präsenz, die Etablierung und die funktionellen Konsequenzen der Mikrobiota in zwei basalen Metazoan-Tieren, die Rippenqualle Mnemiopsis leidyi und das Nesseltier Aurelia aurita. Beide kommen in dem gleichen Ozeanhabitat vor und teilen die gleiche Nahrung. Dadurch ist es möglich einen Inter-Phylum-Vergleich zu machen, bei dem die Umweltbedingungen und der Bakterienpool kontrolliert ist. Das Projekt zielt darauf ab die Rolle der Umwelt, externe Störfaktoren und Herausforderung durch opportunistische Erreger für die Spezifität und Funktionsweise der assoziierten Mikrobiota zu vergleichen.

Zu Beginn werden wir den Einfluss der relativen Umwelteffekte versus Wirtgenotypen auf die Einrichtung und die Zusammensetzung der jeweiligen Mikroorganismen analysieren und evaluieren. Dafür werden wir unter anderem die erfolgreiche Invasion durch die Rippenqualle Mnemiopsis, sowie den Lebenszyklus der Ohrenqualle Aurelia und der Rippenquallen untersuchen. Zu diesem Zweck werden die Tiere erst keimfrei gehalten und dann mit bestimmten mikrobiellen Gemeinschaften wieder besiedelt. Diese werden nachfolgend mit Kontrollgruppen verglichen, um die diversen fitnessbezogenen Effekte im Labor bewerten zu können. Ein drittes Hauptziel ist es, die Wege der internen Kommunikation bei der Festlegung von spezifischen Mikrobiota in sowohl Wirten (einschließlich der Wirtsimmunität), als auch die Bakterienkommunikation, zu studieren. Insbesondere behandeln wir Mechanismen des Signalaustausches zwischen Wirt und Mikrobiota, einschließlich Quorum-Quenching-Strategien (Interferenz mit bakterieller Zell-Zell-Kommunikation). Schließlich werden wir beurteilen wie assoziierte Mikrobiota an der Verteidigung des Wirtes gegen Krankheitserreger beteiligt sind.

Dieser Vergleichsansatz wird zum einen Einblicke in allgemeine und spezifische Wirt-Mikroben-Interaktionen geben und zum anderen (fitnessbezogene) Funktionen der assoziierten Mikrobiota aufzeigen. Je nach Wirtsgen und Rezeptorrepertoire erwarten wir unterschiedliche Mechanismen und Endpunkte der Wirt-Mikrobe-Interaktion in beiden Phyla. Dieses Projekt wird zum SFB 1182 beitragen, indem es den Vergleichsansatz an der Basis des Metazoanbaums erweitert und tiefe evolutionäre Einblicke in ursprüngliche Wirt-Mikroben-Interaktionen gibt.

Wissenschaftler

Alumni

Publikationen

2019

FeaturedNeutrality in the metaorganism

Sieber M, Pita L, Weiland-Bräuer N, Dirksen P, Wang J, Mortzfeld B, Franzenburg S, Schmitz RA, Baines JF, Fraune S, Hentschel U, Schulenburg H, Bosch TCG, Traulsen A (2019) PLoS Biol., DOI: 10.1371/journal.pbio.3000298

Evaluating the quorum quenching potential of bacteria associated to Aurelia aurita and Mnemiopsis leidyi

Prasse D, Weiland-Bräuer N, Jaspers C, Reusch TBH , Schmitz RA (2019) bioRxiv. doi: 10.1101/602268

Microbiota differences of the comb jelly Mnemiopsis leidyi in native and invasive sub-populations

Jaspers C, Weiland-Bräuer N, Fischer M, Künzel S, Schmitz RA, Reusch TBH (2019) bioRxiv. doi: 10.1101/601419

Resolving structure and function of metaorganisms through a holistic framework 2 combining reductionist and integrative approaches

Jaspers C, Fraune S, Consortium of Australian Academy of Science Boden Research Conference Participants, Arnold AE, Miller DJ, Bosch TCG, Voolstra CR (2019) Zoology. doi: 10.1016/j.zool.2019.02.007

Potential role of host-derived quorum quenching in modulating bacterial colonization in the moon jellyfish Aurelia aurita

Weiland-Bräuer N, Pinnow N, Fischer MA, Schmitz RA (2019) Scientific Reports, 9(1), 34. DOI:10.1038/s41598-018-37321-z

2018

Functions of the Microbiota for the Physiology of Animal Metaorganisms

Esser D, · Lange J, · Marinos G, · Sieber M, Best L, Prasse D, Bathia J, Rühlemann MC, Boersch K, Jaspers C, Sommer F (2018) J Innate Immun DOI: 10.1159/000495115

Metaorganisms in extreme environments: do microbes play a role in organismal adaptation?

Bang C, Dagan T, Deines P, Dubilier N, Duschl W J, Fraune S, Hentschel U, Hirt H, Hülter N, Lachnit T, Picazo D, Galan P L, Pogoreutz C, Rädecker N, Saad M M, Schmitz R A, Schulenburg H, Voolstra C R, Weiland-Bräuer N, Ziegler M, Bosch T C G (2018); Zoology, doi: 10.1016/j.zool.2018.02.004

2017

Microbial contributions to the persistence of coral reefs.

Webster N S, Reusch T B H (2017); ISME J., doi: 10.1038/ismej.2017.66

2016

Combination of Bottom-up 2D-LC-MS and Semi-top-down GelFree-LC-MS Enhances Coverage of Proteome and Low Molecular Weight Short Open Reading Frame Encoded Peptides of the Archaeon Methanosarcina mazei.

Cassidy L, Prasse D, Linke D, Schmitz R A, Tholey A (2016)
J Proteome Res., 15(10):3773-3783. doi: 10.1021/acs.jproteome.6b00569