Wis­sen­schaft­ler der Uni­ver­si­tät Bay­reuth erfor­schen den Erre­ger der Afri­ka­ni­schen Schlafkrankheit

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Eine För­de­rung von 285.000 Euro erhal­ten die Bay­reu­ther Pro­fes­so­ren Klaus Ersfeld und Mat­thi­as Weiss für ihre For­schung im Zusam­men­hang mit dem Erre­ger der Afri­ka­ni­schen Schlaf­krank­heit. Das Pro­jekt ist ein­ge­bet­tet in ein Schwer­punkt­pro­gramm der Deut­sche For­schungs­ge­mein­schaft (DFG) zur Phy­sik des Parasitismus.

Fort­schrit­te in der Zell- und Mole­ku­lar­bio­lo­gie haben bereits zu tie­fen Ein­blicken in die man­nig­fal­ti­gen Wech­sel­wir­kun­gen zwi­schen Para­si­ten und ihren Wir­ten geführt.

Trypanosoma brucei ©  Jana Jentzsch, UBT

Try­pa­no­so­ma brucei ©
Jana Jent­zsch, UBT

Über die phy­si­ka­li­schen Aspek­te die­ser meist unge­woll­ten Liai­son, z.B. die Fort­be­we­gung von Para­si­ten als Mikro­schwim­mer im Blut­strom des Wirtstie­res, ist hin­ge­gen noch deut­lich weni­ger bekannt. Ein quan­ti­ta­ti­ves Ver­ständ­nis die­ser Aspek­te, z.B. wel­che inter­nen Ver­än­de­rung im Para­si­ten zu wel­chen Ände­run­gen im Schwimm­ver­hal­ten füh­ren, ist beson­ders wich­tig, um das Ver­hal­ten von Para­si­ten im Wirts­kör­per letzt­lich beur­tei­len oder gar ver­än­dern zu kön­nen. Durch Kom­bi­na­ti­on moder­ner bio­lo­gi­scher und phy­si­ka­li­scher Metho­den, z.B. die Nut­zung der „Gen­sche­re“ und Ein­zel­zell-Ver­fol­gung in spe­zi­el­len Mikro­flui­dik-Umge­bun­gen, zie­len Prof. Dr. Klaus Ersfeld, Pro­fes­sor der Mole­ku­la­ren Para­si­to­lo­gie, und Prof. Dr. Mat­thi­as Weiss, Lehr­stuhl­in­ha­ber Expe­ri­men­tal­phy­sik I an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth, dar­auf ab, ein Ver­ständ­nis für den Antriebs­me­cha­nis­mus und die Ver­form­bar­keit des Erre­gers der Afri­ka­ni­schen Schlaf­krank­heit zu erforschen.

Trypanosoma brucei ©  Jana Jentzsch, UBT

Try­pa­no­so­ma brucei ©
Jana Jent­zsch, UBT

Ersfeld und Weiss beschäf­ti­gen sich in ihrer For­schung mit Try­pa­no­so­ma brucei, dem Erre­ger der Afri­ka­ni­schen Schlaf­krank­heit. Sie wird durch den Stich der Tse­t­se-Flie­ge auf Men­schen und Tie­re über­tra­gen. Try­pa­no­so­ma brucei ist ein ein­zelli­ger Para­sit, der sich selb­stän­dig im Blut­kreis­lauf des Wirts bewe­gen kann. Das Über­le­ben die­ses Erre­gers hängt ent­schei­dend von der akti­ven Bewe­gung und sei­ner Fähig­keit ab, in die Kapil­la­ren des Blut­kreis­laufs sei­nes Wirts zu gelan­gen. Das Ver­ständ­nis des Antriebs und der Ver­form­bar­keit des Para­si­ten ist daher enorm wich­tig für die wei­te­re Forschung.

Ersfeld und Weiss fokus­sie­ren ihre For­schung auf die „post­trans­la­tio­na­len Pro­te­in­mo­di­fi­ka­tio­nen“ (PTM), also auf Ver­än­de­run­gen von Pro­te­inen, die nach der Syn­the­se von Pro­te­inen in den Zel­len statt­fin­den. Sie regu­lie­ren so die mecha­ni­schen Eigen­schaf­ten von Mikro­tu­bu­li, das sind fila­men­tö­se Pro­te­in­kom­ple­xe inner­halb der Try­pa­no­so­men, die form­ge­bend und essen­ti­ell für die Fort­be­we­gung des Para­si­ten sind. Ersfeld und Weiss stel­len die Hypo­the­se auf, dass PTM lebens­wich­ti­ge Funk­tio­nen in Try­pa­no­so­ma brucei beein­flus­sen, zum Bei­spiel ihre Fähig­keit, sich aktiv im Blut des Wirts zu bewe­gen. Durch Tech­ni­ken wie Gen-Dele­ti­on, RNAi oder CrisprCas9 kann die DNA des Para­sits mani­pu­liert wer­den. Die nach­fol­gen­de Cha­rak­te­ri­sie­rung der phy­si­ka­li­schen Kon­se­quen­zen die­ser und ande­rer Ver­än­de­run­gen durch PTMs, z.B. für die Schwimm­fä­hig­keit und Ver­form­bar­keit der Erre­ger, steht im Mit­tel­punkt des Pro­jekts der Bay­reu­ther Pro­fes­so­ren, das nun im Rah­men des DFG-Schwer­punkt­pro­gramms „Phy­sics of Para­si­tism“ geför­dert wird. Die Bay­reu­ther For­schung ist Teil die­ses Pro­gramms, das von Prof. Dr. Mar­kus Engst­ler, Lehr­stuhl­in­ha­ber Zell- und Ent­wick­lungs­bio­lo­gie an der Uni­ver­si­tät Würz­burg, koor­di­niert wird.