Sonderprojekte zwischen Bayern und Georgia
Dept. of Biology I, Genetics
Ludwig-Maximilians-Universität, München
Department of Cellular Biology
University of Georgia
Rolle von Calcium- und Polyphosphatspeicherorganellen für Stadiendifferenzierung von Trypanosomen
Trypanosoma brucei ist als Erreger der afrikanischen Schlafkrankheit, einer der "neglected tropical diseases" von Bedeutung. Dieser phylogenetisch sehr früh abgezweigte parasitäre Einzeller ist aber auch ein bevorzugtes Modell für eine zunehmende Zahl sehr unkonventioneller molekularer und biochemischer Mechanismen, die wegen der Verfügbarkeit ausgezeichneter revers genetischer Methoden untersucht werden können. Im Lebenszyklus des Organismus sorgt eine Abfolge von spezialisierten Entwicklungsstadien für Anpassung an die jeweiligen Wirtsumgebungen im Säuger und in der übertragenden Tsetse-Fliege. Wir interessieren uns für die Signalmechanismen, die die Wirtserkennung durch den Parasiten und die darauf folgende Reprogrammierung der Genexpression vermitteln. Eine Rolle von Calcium ist dabei wahrscheinlich, aber bisher nicht untersucht. Acidocalcisomen sind spezifische Organellen, die bei Trypanosomen entdeckt und dann in einem breiten Spektrum von Organismen von Bakterien bis zum Menschen gefunden wurden. Sie enthalten grosse Mengen von Pyrophosphat und divalente Kationen, vor allem Calcium. Wir wollen die spezifischen Expertisen unserer Labors bündeln, um die Rolle der Acidocalcisomen und des Calcium-Ausstroms für die Signalweiterleitung bei Differenzierung zu verstehen.
Abschlussbericht
Das Projekt verbindet sehr unterschiedlich ausgerichtete Arbeitsgruppen, sowohl in Hinblick auf die wissenschaftlichen Fragestellungen als auch die Methodik und Herangehensweise. Ein erster Besuch einer Mitarbeiterin aus München in Athens diente vor allem der gegenseitigen Information und der Planung von Experimenten und dem Laboraufenthalt einer Doktorandin der US-Gruppe in München. Vom 18. April bis 16. Mai hat Frau Noelia Lander dann in München gearbeitet und mit einer im Docampo-Labor gut etablierten Methode die Polyphosphat-Menge in Zellen in verschiedenen Funktionszuständen gemessen. Das Kultursystem für Differenzierung von Trypanosomen und die Anwendung verschiedener Stressbedingungen ist in München etabliert und Zellinien mit genetischen Veränderungen in potentiellen Signalwegen für Stress-Antwort sind vorhanden. Die Ergebnisse zeigten (1) keinen Zusammenhang zwischen poly-Phosphat-Menge und Entwicklungsstadium von Trypanosoma in Kultur. Frau Lander wird diese Messungen in Athens noch in einem in vivo Infektions-Modell wiederholen. (2) Poly-Phosphat-Messung in einer gentechnisch veränderten Zellinie ergaben Hinweise auf eine Rolle eines spezifischen Signalproteins in der Zellantwort auf hypo-osmolaren Stress. Dieser Teil wird zunächst in München weiter bearbeitet.
Die BaCaTeC-Förderung hat bewirkt, dass sich zwei Arbeitsgruppen zu gemeinsamen Experimenten zusammengefunden haben, die sonst aufgrund der großen räumlichen Distanz wohl nicht stattgefunden hätten. Dies hat weitere Arbeiten und eine Fortsetzung der Kooperation stimuliert.