Bakteriel  pathogenese  og  symbiose  Thomas  Boesen  

thb@mb.au.dk,  bygn.  3120  lokale  104  www.bioxray.au.dk  og  www.pumpkin.au.dk  

Øvrige  medarbejdere:    1  speciale/kandidatstuderende,  2  bachelorstuderende  

Molekylærbiologi:  Ja  Molekylær  medicin:  Ja  Bioteknologi:  Ja  

Eksempler  på  studerede  vekselvirkninger  mellem  overflade-­‐receptorer  og  diverse  adhæsiner,  toksiner  og  signalmolekyler.  

a)  Krystalstrukturen  af  Exotoksin  A  (orange)  i  kompleks  med  Elongeringsfaktor  2  (rødt,  blåt  og  gråt).    Toksinet  modificerer  eEF2   og   protein   syntesen   stopper   medførende   celledød.   b  og   c)   Toksinet   eLerligner   meget   konserverede   dele   af  ribosomet.  2  

Baggrund  

Mennesket   er   en   superorganisme.   Vi   er   koloniseret   af   en   række   forskellige  mikroorganismer,  primært  bakterier  –  der  er  ca.  O  gange  flere  bakterieceller   i  og  på  kroppen  i  forhold  Ol  menneskeceller.  Bakterierne  har  stor  betydning  for  blandt  andet  vores  immunforsvar  og  optagelse  af  føde  –  der  er  eksempelvis  en  sammenhæng  mellem  fedme  og  bakterie-­‐mikrobiotaen  i  tarmen.  1    Derudover  er   sygdomme   på   grund   af   bakterieinfekOoner   blandt   de   mest   udbredte   i  verden.  

Studiet   af,   hvordan   bakterier   vekselvirker  med   værtsorganismer,   er   derfor   af  stor  betydning  for   forståelsen  af  de  gavnlige  og  skadelige  virkninger  bakterie-­‐kolonisering   kan   have   på   mennesker,   planter   og   dyr.   Udover   det  grundvidenskabelige  aspekt,  vil  forskningsresultaterne  således  have  medicinsk  og  bioteknologisk  relevans.  

Metoder  

I   laboratoriet   anvendes   en   lang   række  metoder   for   at   opnå  en   forståelse   for  struktur  og  funkOon  af  proteiner  og  kulhydrater  involveret  i  samspillet  mellem  celler.  Arbejdet  omfaVer  oLe  kloning  af  det  pågældende  protein,  ekspressions-­‐analyser,   mutaOonsstudier,   proteinoprensning,   cellearbejde,   biokemisk   og  biofysisk   karakterisering   af   proteinerne   og   protein-­‐protein/protein-­‐kulhydrat  komplekser  og  endeligt  forskellige  metoder  Ol  strukturel  analyse  såsom  ’small-­‐angle  X-­‐ray  scaVering’  og  røntgenkrystallografi.  

Et  projektarbejde  vil  således  give  en  bred  inføring  i  en  lang  række  molekylær-­‐biologiske  metoder.    

Projekter  

Projekter   udbydes   indenfor   studier   af   bakterielle   pathogenesefaktorer   og  deres   substrater/værtscellereceptorer.   Et   eksempel   er   IgA   proteasen,   der  udskilles   fra   en   række   sygdomsfremkaldende   bakterier.   Proteasen   binder   Ol  Immunoglubulin  A  og  kløver   i  hæhgselregionen  mellem  Fc  og  Fab.   I  projektet  undersøges   proteasens   binding   Ol   substratet   og   en   strukturel   forståelse   af  denne  vekselvirkning.  

Adhæsiner  er  afgørende  under  infekOonsprocessen.  De  medierer  vedhæLning  af   bakterierne   Ol   værtscellereceptorer   og   muliggør   kolonisering   og  biofilmdannelse.   I   gruppen   studeres   en   række   adhæsiner   og   andre   faktorer,  såsom   såkaldte   ’nanowires’,   som   er   vigOge   i   biofilmdannelse   og  energiudveksling  mellem  forskellige  bakteriearter  i  og  udenfor  kroppen.    

Aminosyretransporteren  LeuT  fra  Aquifex  aeolicus  er  et  membranprotein,  der  betragtes  som  modelprotein  for  serotonintransporteren  (SERT)  fra  mennesker.  Der  arbejdes  på  at  opnå  en  bedre  forståelse  af  transportmekanismen  for  LeuT  og  SERT.  

Referencer:  1)  Samuel,  B.  and  Gordon,  J.  (2006).  PNAS  103,  10011-­‐10016.              2)  Jørgensen  et  al.,  (2005).  Nature  436,  979-­‐984      

B!

C!

From  Spahn  et  al.  

Eksempler  på  metoder  anvendt  i  projektarbejder.    

a

c

b