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BLICK 34
Die Abbildungen zeigen
jeweils mikroskopische
Aufnahmen von mit Listerien
infizierten Säugerzellen. In
Abbildung A sind
Epithelzellen mit sich darin
intrazellulär vermehrenden
Listerien (gelbe Pfeilspitzen)
zu sehen. Die Aufnahme
wurde 20 Stunden nach der
Mikroinjektion eines einzigen
Bakteriums in eine der
Epithelzellen erhalten. Wie
klar zu sehen ist, haben sich
die Listerien stark vermehrt
und auch in Nachbarzellen
ausgebreitet. Das Bild
besteht aus der Überlagerung
einer Sch warz· weiß·
Aufnahme zur Darstellung der
Zellen und einer
Fluoreszenzaufnahme zur
Darstellung der grün
leuchtenden Listerien. Die
Fluoreszenz der Listerien
beruht auf der Expression des
grün-fluoreszierenden
Proteins der Qualle Aequoria
victoria. In Abbildung B ist zu
sehen, dass das zelluläre
Protein Stathmin auf den
intrazellulären Listerien
lokalisiert ist. Das Bild
besteht ebenfalls aus der
Überlagerung einer Schwarz­
weiß-Aufnahme zur
Darstellung der Zellen und
der Listerien (weiße
Pfeilspitzen) und einer
Fluoreszenzaufnahme zur
Darstellung des zellulären
Proteins Stathmin (rot) das
sich vorwiegend auf der
Oberfläche der Listerien und
in den Zellkernen (schwarze
Pfeilspitzen) befindet.
Forschungsschwerpunkt
auszubreiten, ohne jemals in Kontakt mit dem hu­
moralen Immunsystem des Wirtes zu kommen.
Wenn auch der Verlauf der Infektion zumindest im
Reagenzglasversuch zunächst als bereits recht gut
verstanden erscheint, so sind doch noch viele grund­
sätzliche Fragen offen. Einige davon bearbeiten wir
in unseren Teilprojekten.
Das Teilprojekt B1 (Werner Goebel) befasst sich mit
Fragen zur Regulation der an der Krankheitsentste­
hung beteiligten Gene (Virulenzgene) von Listerien.
Untersucht wird auch die Aufnahme dieser Bakterien
in normalerweise nicht-phagozytische Säugerzellen,
die eigentlich von sich aus keine Fremdkörper auf­
nehmen. Außerdem geht es um die Vermehrung der
Bakterien in diesen Säugerzellen.
Regulation der Virulenzgene von listerien
Bereits vor einiger Zeit konnte in unserem Labor das
Gen für ein Regulationsprotein aus Listerien identifi­
ziert werden, das PrfA genannt wurde. Es konnte
gezeigt werden, dass dieses Protein offensichtlich
die Expression der bekannten Virulenzgene aktiviert,
da die Ausschaltung (Deletion) des entsprechenden
Gens im Chromosom der Bakterien zu einem weitge­
henden Ausfall der Expression der Virulenzgene führ­
te. Eine solche Mutante erwies sich entsprechend im
Tierversuch als völlig avirulent, was die Bedeutung
des Regulationsproteins für eine erfolgreiche Infekti­
on unterstreicht.
Das Regulationsprotein PrfA scheint, wie auch ande­
re bakterielle Regulatoren, über äußere Signale in
seiner Aktivität beeinflusst zu werden: In Gegenwart
von bestimmten Zuckern wird die Expression von
PrfA-abhängigen Virulenzgenen unterdrückt, während
Nährstoffmangel und andere Stressbedingungen die
Expression bestimmter PrfA­
abhängiger Virulenzgene akti­
vieren.
Wir konnten einen neuen Pro­
teinfaktor aus Nährstoff-ge­
hungerten Listerien isolieren,
der zumindest im Reagenz­
glasversuch zu einer erhöhten
Bindung von PrfA im Komplex
mit RNA Polymerase an die
Zielsequenzen von PrfA-regu­
lierten Virulenzgenen führt
Um weitere zelluläre Signalfak­
toren aufzuklären, die mit PrfA
wechselwirken und dadurch
seine Aktivität als Regulator für die Virulenzgene in
Abhängigkeit von Umweltbedingungen modulieren,
wurde von uns ein zellfreies Testsystem etabliert,
das mit gereinigter RNA Polymerase aus Listerien,
dem PrfA Protein und isolierten Zielsequenzen der
Virulenzgene arbeitet. Durch Untersuchungen mit die­
sem System konnten wir zeigen, dass nicht nur PrfA
in seiner Aktivität moduliert werden kann, sondern
dass auch die listerielle RNA Polymerase, vermutlich
durch Beladung mit weiteren Faktoren, zur Regulati­
on der Expression der PrfA-abhängigen Virulenzgene
beitragen kann.
Aufnahme von listerien in Epithel- und
Endothelzellen
Listerien sind intrazelluläre Mikroorganismen, die aktiv
in alle getesteten, nicht-phagocytischen Säugerzel­
len eindringen können. Bisher konnten im wesentli­
chen zwei listerielle "Invasine" nachgewiesen wer­
den, die die Aufnahme der Bakterien in die Wirtszel­
le induzieren. Diese als Internalin (InlA) und Interna­
lin B (lnIB) bezeichneten Oberflächenproteine sind
Mitglieder einer Gruppe von insgesamt 19 Internali­
nen, die neben diesen beiden gut charakterisierten
Internalinen noch weitere große Internaline und auch
ein so genanntes kleines Internalin beinhaltet, das
im Gegensatz zu den zellwandgebundenen großen
Internalinen von der Bakterienzelle ausgeschieden
wird.
Um die Funktionen einiger der großen Internaline
und des kleinen Internaiins aufzuklären, wurden
Mutanten hergestellt, die verschiedene Kombinatio­
nen von Deletionen in den entsprechenden Genen
im Chromosom der Bakterien aufweisen. Eine sorg­
fältige Analyse dieser Mutanten hinsichtlich ihrer Fä-