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Pathogen-phagocyte small molecule inter-kingdom signaling

English title Pathogen-phagocyte small molecule inter-kingdom signaling
Applicant Hilbi Hubert
Number 200706
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Institut für Medizinische Mikrobiologie Universität Zürich
Institution of higher education University of Zurich - ZH
Main discipline Experimental Microbiology
Start/End 01.04.2021 - 31.03.2025
Approved amount 931'550.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Experimental Microbiology
Medical Microbiology

Keywords (7)

Quorum sensing; Inter-kingdom signaling; Amoeba; Cell-cell communication; Signal transduction; Autoinducer; Macrophage

Lay Summary (German)

Lead
Pathogen-Phagozyten-Kommunikation durch niedermolekulare SignalmolekülePathogene Bakterien „kommunizieren“ mit Wirtszellen über niedermolekulare Signalmoleküle. Auf diese Weise werden fundamentale Prozesse der Wirtszellen durch die Bakterien gesteuert, was einen entscheidenden Effekt auf den Verlauf einer Infektion haben kann.
Lay summary

Legionellen (Legionella pneumophila) sind Umweltbakterien, welche eine schwere Lungenentzündung namens Legionärskrankheit auslösen können. Legionellen vermehren sich in der Umwelt in Amöben und – nach der Inhalation von kontaminierten Wassertröpfchen (Aerosolen) – in speziellen Immunzellen der menschlichen Lunge, den Makrophagen. Legionellen produzieren ein niedermolekulares Signalmolekül, LAI-1 (Legionella Autoinducer-1), welches zellbiologische Prozesse von Wirtszellen beeinflusst.

In diesem Forschungsprojekt werden die molekularen Mechanismen analysiert, welche den Wechselwirkungen zwischen dem Legionellen-Signalmolekül LAI-1 und "Fresszellen" (Amöben, Makrophagen) zu Grunde liegen. Dabei kommen sowohl biochemische als auch molekular- und zellbiologische Methoden zum Einsatz. Die Arbeiten tragen zu einem vertieften Verständnis der Prozesse bei, welche die Kommunikation zwischen einem opportunistisch pathogenen Bakterium und Wirtszellen definieren. Damit können mittelfristig Infektionen durch Legionellen und das Auftreten der Pathogene in Wassersystemen besser kontrolliert werden.

Direct link to Lay Summary Last update: 11.04.2021

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
175557 Virulence and communication of Legionella: Molecular determinants of pathogen-host cell interactions 01.04.2018 Project funding (Div. I-III)

Abstract

Inter-kingdom signaling refers to small molecule communication between bacteria and eukaryotic cells. The process represents a two-way communication with either the bacterium or the eukaryote producing or responding to the signal, respectively. The ubiquitous environmental bacterium Legionella pneumophila synthesizes and detects the a-hydroxyketone signaling compound Legionella autoinducer-1 (LA1-1, 3-hydroxypentadecan-4-one). L. pneumophila is an “accidental” pathogen, which causes a severe pneumonia termed Legionnaires’ disease. The facultative intracellular bacteria replicate in free-living amoebae as well as in mammalian macrophages within a unique compartment, the Legionella-containing vacuole (LCV). Phagocytes respond to bacterial LAI-1 produced within the LCV or to synthetic LAI-1 added externally.Research in our laboratory addresses the molecular mechanisms of LCV formation and cell-cell communication of Legionella species. In this project, we focus on the molecular mechanism of small molecule inter-kingdom signaling between L. pneumophila and eukaryotic cells, including phagocytic amoebae and macrophages. The work will yield fundamental new insights into the molecular and cellular processes underlying inter-kingdom signaling between an opportunistic bacterial pathogen and its eukaryotic host cells.
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