Dictyostelium discoideum als eukaryotischer Modellorganismus

  • Sekundärmetabolom
  • Symbiotische Interaktionen mit Bakterien
  • Eisenaufnahme
  • Interaktion mit dem Pathogen Pseudomonas aeruginosa
  • Interaktion mit dem Fressfeind D. caveatum

Die soziale Amöbe Dictyostelium discoideum ist ein idealer Modellorganismus, um konservierte zelluläre Prozesse in Eukaryoten zu untersuchen. Eukaryotische Differenzierungsmechanismen und Multizellularität haben sich im Umfeld von symbiotischen (Mutualisten) und pathogenen Bakterien entwickelt. Nur durch Berücksichtigung dieses ökologisch relevanten Kontextes, kann man grundlegende molekulare Kommunikationsmechanismen und Signalprozesse verstehen. Zu Kommunikationszwecken sind in Bakterien und Amöben Mechanismen entstanden, die Signale und entsprechende Sensoren generieren. Die chemischen Aspekte von Intraspezies-Kommunikation (z.B. Quorum-sensing in Bakterien oder Differenzierungsfaktoren in Dictyostelien) sind gut erforscht, jedoch weiß man verhältnismäßig wenig über die Chemie der Interspezies-Kommunikation zwischen Bakterien und Eukaryoten. Die Koevolution verschiedener Spezies führt oftmals dazu, dass ein Organismus Teile der Sprache des Anderen übernimmt. Die gemeinsame Sprache, die für uns von Interesse ist, nutzt sezernierte Naturstoffe als Kommunikationselemente. Isolierung, Strukturaufklärung, sowie die Untersuchung der Funktionen dieser Naturstoffe in Symbiosen sind Gegenstände unserer Forschung.

Der Vorteil der Modellsymbiose Bakterium-Amöbe liegt in der inhärenten Einfachheit des Systems. Vielteilcheneffekte, die bei komplexen Interaktionen zwischen einer großen Anzahl an Bakterienstämmen und einem Säugetier Wirt entstehen, können in unserem minimalistischen Modell reduziert werden. Zudem erlauben unsere Untersuchungen die Ergebnisse auf Säugetiere zu übertragen, um potentiell zelluläre Prozesse zu modulieren.

Das Ziel unserer Forschung ist es konservierte und ubiquitäre Kommunikationsmechanismen zwischen Bakterien und Eukaryoten aufzudecken, die uns zu wichtigen Fragestellungen führen, die für Säugetier-Bakterien-Interaktionen relevant sind.

Weitere Informationen auf: www.stallforth-lab.de