NGFN-PLUS

RNomics eukaryotischer Parasiten

Leitung:    Prof. Dr. Juergen Brosius
Institut: Instititut fuer Experimentelle Pathologie, ZMBE, Universitaet Muenster
Homepage: zmbe.uni-muenster.de/expath
Eine ueberraschend große Anzahl neuer nicht Protein-kodierende RNAs (npcRNAs) wurden in den letzten Jahren in Modellorganismen aus den Domänen der Bakterien, Archaea und Eukaryoten beschrieben. Dabei wurden allerdings npcRNAs pathogener Organismen stark vernachlässigt. Dieses Teilprojekt hatte zum Ziel npcRNAs in den drei wichtigen Pathogenen Plasmodium falciparum, Toxoplasma gondii, und Giardia lamblia zu identifizieren und funktionell zu analysieren. Das Hauptaugenmerk wurde hierbei auf die Gen-expressionsanalyse mit Schwerpunkt npcRNA in dem jeweiligen Pathogen gelegt. Darüber hinaus wurde die Genexpressionsantwort des Wirtes nach Infektion mit den entsprechenden Humanpathogen experimentell untersucht. Außerdem wurden die experimentellen Ansätze zur Genexpressionsanalyse auf ihre Allgemeingültigkeit überprüft.

Im Malaria Parasiten (Plasmodium falciparum) konnten wir 600 neue npcRNA Kandidaten identifizieren und einige, der kleinen RNAs, in ein komplexes Regulationsnetzwerk zur Kontrolle der Genexpression einfügen, einschließlich ihrer möglichen Rolle in der Kontrolle der in Antigenvariation sowie weiteren pathogenen Mechanismen. Wir haben begonnen, einige dieser npcRNAs als therapeutische Zielmoleküle zu untersuchen. Bezueglich des verwandten Parasiten Plasmodium berghei untersuchten wir npcRNAs, sowie die Regulationen von infektionsrelevanten Wirtsgenen im Tiermodell Ratte. Analoge Studien zur Identifizierung neuer npcRNAs einschließlich ihrer Genexpression, wurden für die Parasiten Toxoplasma gondii und Giardia lamblia durchgeführt sowie für die bakteriellen Pathogene Mycobacterium tuberculosis, Salmonella, Staphylococcus aureus und Vibrio cholerae durchgeführt.

Zu methodischen Fortschritten konnten wir durch Einführung von npcRNA internen Kontrollen (Referenzmarkern), die Quantifizierung von RNAs verbessern. Fernerhin konnten wir Fehlerquellen bei der Entdeckung und Quantifizierung von npcRNAs über RNA Sequenzierung (RNAseq) aufdecken und experimentelle Vorgehensweisen so modifizieren, dass eine solche Verzerrung der Ergebnisse minimiert werden kann.

Das medizinisch orientierte Ziel ist es, die Rolle ausgewählter ncRNAs bei Krankheiten aufzuklären und sie möglicherweise zur Diagnostik zu benutzen oder als Angriffspunkte antimikrobieller Substanzen auszuwählen.