Infektionsbiologie

Die Gefährdung bakterieller Infektionen und Antibiotika-resistenter Mikroorganismen ist allgegenwärtig und Forschung auf diesem Gebiet daher essentiell. Durch die Untersuchung molekularer Mechanismen und Lebensabläufe solcher Erreger identifizieren wir Angriffsorte für die Entwicklung neuer antimikrobieller Behandlungen. Unser Fokus liegt auf bakterieller Adaptation abhängig von Wirts- und Umweltfaktoren, Physiologie- und Regulationssystemen sowie membranassoziierten Strukturen. Wir analysieren insbesondere Vibrio cholerae und Haemophilus influenzae, zwei relevante humanpathogene Erreger.

Unsere Forschung konzentriert sich auf zwei Hauptbereiche: Erstens untersuchen wir die Wechselwirkung zwischen gesunder Darmflora und pathogenen Mikroorganismen, insbesondere Klebsiella oxytoca, in antibiotika-assoziierter hämorrhagischer Kolitis. Zweitens erforschen wir den Protein- und DNA-Transfer über Type 4 Sekretionssysteme, bei dem Bakterien Effektormoleküle in andere Zellen transportieren. Unsere methodischen Ansätze umfassen genetische, mikrobiologische, biochemische und strukturbiologische Verfahren. Wir untersuchen den konjugativen Gentransfer und die Verbreitung von Antibiotikaresistenzen, bakterielle Anhaftung sowie Biofilmbildung auf medizinischen Implantaten (z.B. Harnkatheter), und Infektionsmechanismen von bakteriellen Krankheitserregern wie Campylobacter fetus bei Mensch und Tier.

Unser Labor erforscht die molekularen Grundlagen von bakteriellen Krankheitserregern und deren Anpassung an die Umwelt und den Wirt. Ein Schwerpunkt liegt auf der äußeren Membran von Gram-negativen Bakterien, insbesondere Vibrio cholerae und Haemophilus influenzae. Durch ein zeitgesteuertes Transkriptionsreportersystem untersuchen wir die Genregulation entlang des Lebenszyklus von V. cholerae und korrelieren sie mit Überlebensfähigkeit, Biofilmbildung, Stoffwechselwegen und Virulenz. Dies führte zu einem Impfstoffprojekt basierend auf äußeren Membranvesikeln, das auf andere Gram-negative Bakterien ausgeweitet wurde. In Zusammenarbeit mit anderen Gruppen teilen wir unser Know-how zu Biofilmen und Tiermodellen, entwickeln in-vivo-Studien für verschiedene bakterielle Erreger.

Horizontaler Gentransfer (HGT) spielt eine zentrale Rolle in der bakteriellen Evolution, vor allem durch konjugativen Gentransfer über das Typ IV Sekretionssystem. Dieser Mechanismus, vermittelt durch konjugative Plasmide oder integrative konjugative Elemente, fördert die effiziente Verbreitung von Genen, einschließlich Antibiotikaresistenz und Virulenz. Unser Labor erforscht die Regulation der Konjugation durch die Aktivierung von Transfergenen und führt Struktur-Funktionsuntersuchungen an Schlüsselproteinen für den DNA-Transfer durch. Unser Modell ist ein konjugatives Resistenzplasmid in Enterobakterien. Zudem analysieren wir mittels molekulargenetischer Methoden die Aktivierung von zellulärem Stress in Wirtszellen durch konjugative Plasmide und den Zusammenhang zwischen Zellteilung und Hitzeschock-Regulon in Escherichia coli.