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BLICK 36 Forschungsschwerpunkt
higkeit, an Epithelzellen und Endothelzellen zu bin­
den und in diese Zellen aktiv einzudringen, führte zu
dem interessanten Befund, dass InlB ein Invasin
darstellt, das offensichtlich ohne Beteiligung ande­
rer Internaline die Aufnahme von Listerien durch die­
se Wirtszellen vermitteln kann. Andererseits scheint
InlB kaum in der Lage zu sein, Bindung an diese
Wirtszellen zu bewirken; dieser für die nachfolgende
Aufnahme der Bakterien notwendige Vorgang scheint
von anderen Iisteriellen Faktoren vermittelt zu wer­
den, die bisher noch unbekannt sind.
Im Gegensatz dazu kann InlA als Adhäsin wirken,
d.h. die Bindung von Listerien an die genannten
Wirtszellen vermitteln. Es ist aber allein nicht in der
Lage, eine effiziente Aufnahme der Bakterien einzu­
leiten. Dazu bedarf es vielmehr der Unterstützung
durch weitere Internaline: Diese unterstützende Wir­
kung kann entweder durch InlB oder durch das Zu­
sammenwirken mehrerer anderer Internaline erfolgen.
Es ist anzunehmen, dass entweder InlB alleine oder
ein Komplex aus mehreren Internalinen nach der Bin­
dung an die Oberfläche der Wirtszellen Signale in
diesen auslöst, durch die der Aufnahmevorgang letzt­
lich eingeleitet wird der mit einer massiven Umlage­
rung des Cytoskeletts der Wirtszelle einhergeht.
Replikation von Bakterien im Cytosol von
Säugerzellen
Intrazelluläre Bakterien vermehren sich im allgemei­
nen in vielen verschiedenen Zelltypen eines infizier­
ten Makroorganismus, nachdem sie von diesen auf­
genommen wurden. Viele dieser Bakterien vermeh­
ren sich innerhalb der Wirtszellen in Membran-um­
gebenen Vakuolen, die durch verschiedenartige Ver­
änderungen der ursprünglichen Membranvesikel ent­
standen sind. Eine deutlich kleinere Anzahl intrazel­
lulärer Bakterien gelangt dagegen durch Zerstörung
der sie umgebenden Membran in das Cytosol der
Wirtszellen und kann sich dort sehr effizient vermeh­
ren.
Um die Voraussetzungen besser verstehen zu lernen,
die intrazelluläre Bakterien besitzen müssen, um sich
im Cytosol von Wirtszellen zu vermehren, haben wir
eine Mikroinjektionstechnik entwickelt, wobei wir mit
sehr dünnen Glasnadeln die Zellen anstechen und
dann einzelne Bakterien direkt in das Cytosol von
Epithelzellen einspritzen können. Unsere Ergebnisse
zeigen, dass nur wenige Bakterien die Fähigkeit be­
sitzen das Cytosol als Nährstoffquelle für die eigene
Vermehrung zu nutzen.
Am Beispiel der Listerien haben wir begonnen, nach
den bakteriellen Faktoren zu suchen, welche die Fä­
higkeit zur cytosolischen Vermehrung vermitteln.
Dabei zeigte sich, dass eine Mutante, die den oben
ausführlich besprochenen zentralen Regulator für die
listeriellen Virulenzgene nicht mehr besitzt, kaum noch
in der Lage ist, sich im Cytosol von Zellen zu ver­
mehren. Überraschenderweise beeinflusst ein Aus­
fall der bekannten und durch PrfA regulierten Viru­
lenzgene die Vermehrungsfähigkeit der Listerien nur
in geringen Umfang. Dagegen führt das Ausschalten
eines von uns kürzlich identifizierten listeriellen Gens,
das für ein Protein codiert, welches den Transport
von phosphorylierten Zuckern in die Bakterienzelle
vermittelt, zu einer erheblichen Verminderung der
cytosolischen Vermehrung. Dieses Gen wird eben­
falls von dem genannten Regulationsprotein PrfA in
seiner Expression gesteuert und vor allem während
der späten bakteriellen Vermehrung im Cytosol stark
induziert. In dieser Wachstumsphase steht von Sei­
ten der Wirtszelle vermutlich kein freier Traubenzu­
cker (Glucose) als Kohlenstoffquelle mehr zur Verfü­
gung, so dass die Bakterien auf den Abbau von Spei­
cherstoffen der Wirtszelle, wie Glycogen, angewie­
sen sind. Der Abbau von Glycogen liefert Glucose­
phosphat, das von dem Transporter aufgenommen
und von der Bakterienzelle als Kohlenstoffquelle ver­
wertet werden kann. In der Tat führt die Hemmung
des Glycogenabbaus in Epithelzellen zu einer erheb­
lich verringerten Vermehrung der Listerien im Cyto­
sol der Wirtszellen. Mit diesem Befund konnten wir
eine erste spezifische physiologische Leistung von
Bakterien aufklären, die für ihre Vermehrung im Cy­
tosol von Säugerzellen erforderlich ist.
Im Rahmen des Teilprojekts B5 (Michael Kuhn) wer­
den vorwiegend zelluläre Proteine und ihre Rolle
während der Infektion untersucht, die mit dem schon
genannten Iisteriellen Oberflächenprotein ActA inter­
agieren.
Die Bedeutung der zellulären Proteine
LaXp180 und Stathmin
Eines dieser jüngst mit Hilfe eines genetischen Sy­
stems identifizierten und an ActA-bindenden Protei­
ne trägt die kryptische Bezeichnung LaXp180. Die­
sem Protein, das eine gewisse Ähnlichkeit zu mensch­
lichen Autoantigenen besitzt, konnte bisher keine
zelluläre Funktion zugeordnet werden, was unsere
Untersuchungen zu seiner Bedeutung im Infektions­
verlauf von Listerien erschwert. LaXp180 ist ein gro-