Eine interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen der Christian-von-Mering-Gruppe der SIB und der Sigel-Lab-Forschungsgruppe der UZH hat die Rolle eines neuen RNA-Moleküls identifiziert, das in Viren vorkommt, die in unserem Darm lebende Bakterien befallen. Anhand von Daten aus dem Microbe Atlas Project konnten sie einen Mechanismus aufdecken, mit dem Bakteriophagen in ihrem ständigen Wettrüsten gegen ihre bakteriellen Wirte eine erfolgreiche Infektion sicherstellen. Diese Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse über die Regulierung der Darmflora und erweitern das allgemeine Wissen über die Darmgesundheit.
In der komplexen Welt des menschlichen Darms spielen Billionen von Mikroorganismen eine entscheidende Rolle. Unter diesen sind Bakteriophagen – Viren, die Bakterien infizieren – für Forscher von besonderem Interesse. Das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Phagen und ihrem Ziel auf molekularer Ebene eröffnet neue Wege für die biomedizinische Forschung und liefert Erkenntnisse darüber, wie das Gleichgewicht des Darmmikrobioms aufrechterhalten wird oder im Falle einer Infektion gestört wird.
Über das Microbe Atlas Project (MAP)
Durch die Aggregation und Analyse einer umfangreichen Sammlung metagenomischer Proben erleichtert MAP die Identifizierung und Untersuchung unbekannter oder wenig erforschter Mikrobenpopulationen. Es liefert Forschern Informationen über die typische Häufigkeit und bevorzugte Umgebung (z. B. Vulkan, Ozean usw.) dieser Mikroben, die in Datenblättern formatiert sind, auf die über die Weboberfläche zugegriffen werden kann.
MAP ist eine von mehreren Bioinformatik-Ressourcen, die von der SIB-Gruppe um Christian von Mering entwickelt wurden. Dazu gehört auch STRING, eine führende Datenbank für Protein-Protein-Interaktionen, die Teil des Open-Data-Portfolios von SIBist .
Neue Perspektive auf mikrobielle Interaktionen
Die Teams identifizierten eine Untergruppe winziger RNA-Moleküle, sogenannte Theta- Ribozyme, in Bakteriophagen. Diese kleinen Enzyme können spezifische Schnitte ausführen, um Transfer-RNAs freizusetzen, die dafür sorgen, dass die Bakterien den Code des Virus verstehen und assimilieren können. Der Phage kann nun sein eigenes genetisches Material anpassen und den ahnungslosen Wirt manipulieren, wodurch die Chancen für eine erfolgreiche Infektion steigen.
Über das Microbe Atlas Project (MAP)
Durch die Aggregation und Analyse einer umfangreichen Sammlung metagenomischer Proben erleichtert MAP die Identifizierung und Untersuchung unbekannter oder wenig erforschter Mikrobenpopulationen. Es liefert Forschern Informationen über die typische Häufigkeit und bevorzugte Umgebung (z. B. Vulkan, Ozean usw.) dieser Mikroben, die in Datenblättern formatiert sind, auf die über die Weboberfläche zugegriffen werden kann.
MAP ist eine von mehreren Bioinformatik-Ressourcen, die von der SIB-Gruppe um Christian von Mering entwickelt wurden. Dazu gehört auch STRING, eine führende Datenbank für Protein-Protein-Interaktionen, die Teil des Open-Data-Portfolios von SIBist .
Durch die Verfolgung der Häufigkeit von Theta -Ribozymen in Proben, die im Microbe Atlas Project erfasst wurden, konnten die Forscher das Vorhandensein dieser spezifischen RNA-Enzyme in Bakteriophagen im Darm von Menschen und anderen Säugetieren bestätigen.
Phagen für den wissenschaftlichen Fortschritt zähmen
Das Verständnis, wie Viren ihr eigenes genetisches Material manipulieren können, um ihren Wirt zu täuschen, eröffnet Forschern im biomedizinischen Bereich neue Wege. Lukas Malfertheiner und Kasimir Kienbeck, Doktoranden in den jeweiligen Forschungsgruppen und gemeinsame Erstautoren der Studie , erweitern ihre Methode und merken an: „Wir waren überrascht, dass es offenbar recht häufig vorkommt, dass Viren kleine Ribozyme – einige der ältesten bekannten Moleküle – einsetzen, um ihre bakteriellen Wirte zu manipulieren. Diese Entdeckung könnte möglicherweise in der Phagentherapie genutzt werden, einer Alternative zu Antibiotika im Kampf gegen die zunehmende Bedrohung durch multiresistente Krankheitserreger.“
Reference(s)
Kienbeck, K., Malfertheiner, L., Zelger-Paulus, S. et al. Identifizierung von HDV-ähnlichen Theta-Ribozymen , die an der tRNA-basierten Rekodierung von Darmbakteriophagen beteiligt sind. Nat Commun 15, 1559 (2024).
