Functional analysis of genes and enzymes involved in biofilm formation: structural modifications of the exopolysaccharide PIA and peptidoglycan in Staphylococcus

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An der Entstehung chronisch-polymer-assoziierter Infektionen sind vor allem Biofilmbildende Staphylokokken beteiligt. Die Zellen adhärieren an das Implantat, umgeben sich mit Glucosaminoglycan (PIA bzw. PNSG genannt) und erlangen, eingebettet in dieser Schleimmatrix (Biofilm), Resistenz gegenüber Antibiotika und dem Immunsystem. Bei unseren bisherigen Studien konnten erstmals die ica-Gene (intercellular adhesion) identifiziert werden, die für die Biosynthese des Glucosaminoglycans und damit für die interzelluläre Adhäsion verantwortlich sind. In diesem Forschungsvorhaben wollen wir uns mit den molekularen und biochemischen Grundlagen der Biofilmbildung beschäftigen. Folgende Fragen sollen bearbeitet werden: a) die Funktion von IcaB und IcaC bei der Glucosaminoglycan-Biosynthese, b) Identifizierung der Gene/Enzyme für die Deacetylierung, Succinylierung und den Abbau des Glucosaminoglycans, c) die biologischen Eigenschaften des Glucosaminoglycans und d) Charakterisierung weiterer Gene der Biofilmbildung. Mit den geplanten Forschungsarbeiten hoffen wir, einen Beitrag in Bezug auf Entstehung, Stoffwechsel und Infektionsbiologie leisten zu können. Ferner sollen Strategien zur Bekämpfung dieser hartnäckigen Staphylokokken-Infektionen entwickelt werden.