In Marburg tut sich derzeit viel im Bereich der Mikrobiologieforschung. Am Microcosm Earth Center (MEC) wird unter der Leitung von Dr. Liujuan Zheng eine neue Early Career Postdoc Gruppe ins Leben gerufen. Diese Gruppe widmet sich der spannenden Frage, wie Bakterien ihre Biochemie an unterschiedliche Stresssituationen anpassen können. Durch eine gezielte Förderung der vielversprechenden Nachwuchswissenschaftler:innen sowie eigene Ressourcen will die Gruppe innovative Forschungsansätze umsetzen, die für die Mikrobiologie von grundlegender Bedeutung sind. Die neugegründete Gruppe ist ein Teil eines Projektes des Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie und der Philipps-Universität Marburg, das vom Land Hessen unterstützt wird, und zielt darauf ab, Nachwuchskräfte in der Forschung zu fördern.

Dr. Zheng bringt einen interdisziplinären Werdegang mit, der in der Pharmazie begann und sich durch seine Forschung an natürlichen Substanzen aus Pilzen weiterentwickelte. Im Jahr 2021 wechselte er als Postdoktorand in die Gruppe von Prof. Dr. Gert Bange, wo er sein Augenmerk auf die Stressantwort von Zellen legte, insbesondere die Regulierung der Acetyl-CoA-Synthetase (AcsA). Diese wichtige Verbindung spielt eine Schlüsselrolle in vielen Stoffwechselwegen, was sie zu einem spannenden Ziel für die Krebsforschung macht.

Einsatz von Bacillus subtilis

Die Forschung von Zheng konzentriert sich besonders auf den Modellorganismus Bacillus subtilis. Er untersuchte das acuABC-Operon, das die Proteine AcuA, AcuB und AcuC kodiert. Diese Proteine sind entscheidend für die Inaktivierung und Reaktivierung von AcsA, wobei AcuA das Enzym durch Acetylierung hemmt, während AcuC diese Modifikation wieder entfernt. Zudem kommt AcuB eine wichtige Rolle zu, da es das Signalmolekül Diadenosintetraphosphat (Ap4A bindet), dessen Konzentration unter Stressbedingungen ansteigt. Damit wird auf eindrucksvolle Weise gezeigt, wie der Stoffwechselzustand und das Stresslevel die Proteinacetylierung steuern.

Die gewonnenen Erkenntnisse haben weitreichende Bedeutung und könnten möglicherweise dazu beitragen, das Wachstum von Tumorzellen zu beeinflussen. Erste Ansätze für Wirkstoffe zur Hemmung von Acetyl-CoA-Synthetasen befinden sich bereits in präklinischer Erprobung. Dies könnte einen wichtigen Beitrag zur Behandlung von Krebs leisten.

Ein Blick über die Grenzen hinaus

Interessanterweise zeigt eine andere Forschungsstudie von der Technischen Universität München, dass auch chronischer Zellstress Auswirkungen auf das Mikrobiom haben kann. Veränderungen in der Zellstruktur verursachen ein tumorförderliches Mikrobiom, was die Gesundheit erheblich beeinflussen kann. Der Mechanismus ist das Protein ATF6, das, wenn es aktiv wird, Reparatur- und Abbauprozesse in Gang setzt. Der dauerhafte aktive Zustand von ATF6 kann letztlich zu Veränderungen im Darm-Mikrobiom führen, die als Risikofaktoren für Krebs identifiziert wurden. Dies zeigt, wie eng die Forschung zur Mikrobiologie und zur Zellbiologie miteinander verwoben ist und wie wichtig ein interdisziplinärer Ansatz in der Wissenschaft ist.

Werbung
Hier könnte Ihr Advertorial stehen
Ein Advertorial bietet Unternehmen die Möglichkeit, ihre Botschaft direkt im redaktionellen Umfeld zu platzieren

Die Entwicklungen am MEC und die Erkenntnisse von der TUM verdeutlichen, dass die Forschung über Stressreaktionen in Zellen und deren Auswirkungen auf den Mikrobenhaushalt nicht nur für die Grundlagenforschung von Bedeutung sind, sondern auch direkte Implikationen für die Gesundheitsforschung haben. Das zukünftige Geschehen in dieser Richtung bleibt spannend zu beobachten.