Verbund:
Projektpartner:
Beschreibung:
Innerhalb des BMBF-Förderprogrammes ´´Medizinische Infektionsgenomik´´ fokussiert sich das UroGenOmics-Konsortiums, darauf mit einem funktionellen, quantitativen Genomik-Ansatz die zellulären Prozesse aufzuklären, die während der Entstehung einer chronischen Katheter-assoziierten Harnwegsinfektion eine Rolle spielen.
Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa und Enterococcus faecalis sind die bedeutendsten bakteriellen Erreger von gewöhnlichen und Katheter-assoziierten Harnwegsinfektionen. Die Verbreitung dieser Organismen und ihre hygienische Relevanz sind bereits weitestgehend untersucht. Im Gegensatz dazu sind die genetischen Strategien, die von diesen Bakterien eingesetzt werden, um eine Infektion erfolgreich zu etablieren, komplett unverstanden.
Das UroGenOmics-Konsortium stellt zum ersten Mal eine funktionelle quantitative Genomik-Analysepipeline für die Untersuchung Stamm-spezifischer und Populations-bezogener regulatorischer und metabolischer Strategien zur Verfügung.
Komplette Genomsequenzen von Isolaten aus Harnwegsinfektionen stehen dem Konsortium zur Verfügung. Basierend auf diesen Genomsequenzen werden systembiologische Analysen unter standardisierten, infektions-relevanten Bedingungen durchgeführt. Genregulatorische Netzwerke einschließlich kleiner regulatorischer RNAs werden durch DNA-Microarray-Experimente und cDNA-Sequenzierung in Kooperation mit der Universität Göttingen (PD Daniel) aufgeklärt. Zudem werden quantitative Analysen von Proteom (Prof. Riedel, Technische Universität Braunschweig), Metabolom (Prof. Schomburg, Technische Universität Braunschweig) und Fluxom (Prof. Wittmann, Technische Universität Braunschweig) durchgeführt, so dass Daten für die systembiologische Modellierung und die Aufklärung wesentlicher Regulationsmechanismen zu erwarten sind. Dabei bietet eine etablierte Bioinformatik-Plattform in Braunschweig, mit umfassenden Datenbanken und Interpretationswerkzeugen, eine solide Basis für die notwendige Datenintegration und die Ableitung von regulatorischen und metabolischen Netzwerken.
Zur Untersuchung einzelner Stämme und Biofilmgemeinschaften wurde ein in vitro Katheter-Biofilmreaktor etabliert (Prof. Krull, Technische Universität Braunschweig). Dieser Anzuchtreaktor soll in Folge genutzt und weiterentwickelt werden, um Vermeidungsstrategien und Behandlungsansätze zu testen. Die erhaltenen Daten sollen mit Daten aus realen Katheterbiofilmen verglichen werden. Dabei sind sowohl Metaproteom-, Metagenom- als auch Metatranskriptom-Analysen vorgesehen.
Das tiefere Verständnis dieser Prozesse soll in neue Therapieansätze und Vermeidungsstrategien gegen diese Infektionen münden. Darüber hinaus sollen neue Katheteroberflächen getestet sowie ein Diagnose-DNA-Chip entwickelt werden, der neben Aussagen über die Art der Erreger auch medizinisch relevante Informationen über ihre Virulenz, ihren physiologischen Zustand und ihre Antibiotikaresistenzen liefert.
Die Struktur des UroGenOmic-Konsortiums.
Grüne Boxen stellen die Gruppen des Konsortiums dar, blaue Boxen zeigen die Zuarbeit der Plattformen. Die drei Harnwegspathogene und die mikrobiellen Gemeinschaften werden durch die verschiedenen Gruppen repräsentiert. Alles ist um das Katheter-Biofilm Model gruppiert. Im Katheter-Modell gewachsene Bakterien und mikrobielle Populationen werden funktionell charakterisiert durch die Nutzung von Omics-Technologien, die zum Teil durch die Konsortiumsmitglieder (grün) zum Teil durch die Plattformen (blau) bereit gestellt werden. Die generierten Daten werden gesammelt, analysiert und integriert innerhalb eines bioinformatischen Projektes, dessen Aufgabe außerdem die vergleichende Genomanalyse sein wird. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen schließlich in verschiedene Anwendungen transferiert werden.
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UroGenOmics: Stamm-spezifische Systembiologie von Harnweg-infizierenden Bakterien
Verbundkoordinator:- Prof. Dr. Dieter Jahn & Dr. Petra Tielen, Institut für Mikrobiologie, TU Braunschweig
Projektpartner:
- Prof. Dr. Ulrich Dobrindt, Institut für Hygiene, Universitätsklinikum Münster
- Prof. Dr. Johannes Hübner, Infektiologie, Universitätsklinikum Freiburg
- Prof. Dr. Rainer Krull,Institut für Bioverfahrenstechnik, TU Braunschweig
- Dr. Richard Münch, Institut für Mikrobiologie, TU Braunschweig
- Prof. Dr. Katharina Riedel, Institut für Mikrobiologie, TU Braunschweig Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung, Braunschweig
- Prof. Dr. Dietmar Schomburg, Institut für Biochemie und Biotechnologie, TU Braunschweig
- Prof. Dr. Christoph Wittmann, Institut für Bioverfahrenstechnik, TU Braunschweig
Beschreibung:
Innerhalb des BMBF-Förderprogrammes ´´Medizinische Infektionsgenomik´´ fokussiert sich das UroGenOmics-Konsortiums, darauf mit einem funktionellen, quantitativen Genomik-Ansatz die zellulären Prozesse aufzuklären, die während der Entstehung einer chronischen Katheter-assoziierten Harnwegsinfektion eine Rolle spielen.
Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa und Enterococcus faecalis sind die bedeutendsten bakteriellen Erreger von gewöhnlichen und Katheter-assoziierten Harnwegsinfektionen. Die Verbreitung dieser Organismen und ihre hygienische Relevanz sind bereits weitestgehend untersucht. Im Gegensatz dazu sind die genetischen Strategien, die von diesen Bakterien eingesetzt werden, um eine Infektion erfolgreich zu etablieren, komplett unverstanden.
Das UroGenOmics-Konsortium stellt zum ersten Mal eine funktionelle quantitative Genomik-Analysepipeline für die Untersuchung Stamm-spezifischer und Populations-bezogener regulatorischer und metabolischer Strategien zur Verfügung.
Komplette Genomsequenzen von Isolaten aus Harnwegsinfektionen stehen dem Konsortium zur Verfügung. Basierend auf diesen Genomsequenzen werden systembiologische Analysen unter standardisierten, infektions-relevanten Bedingungen durchgeführt. Genregulatorische Netzwerke einschließlich kleiner regulatorischer RNAs werden durch DNA-Microarray-Experimente und cDNA-Sequenzierung in Kooperation mit der Universität Göttingen (PD Daniel) aufgeklärt. Zudem werden quantitative Analysen von Proteom (Prof. Riedel, Technische Universität Braunschweig), Metabolom (Prof. Schomburg, Technische Universität Braunschweig) und Fluxom (Prof. Wittmann, Technische Universität Braunschweig) durchgeführt, so dass Daten für die systembiologische Modellierung und die Aufklärung wesentlicher Regulationsmechanismen zu erwarten sind. Dabei bietet eine etablierte Bioinformatik-Plattform in Braunschweig, mit umfassenden Datenbanken und Interpretationswerkzeugen, eine solide Basis für die notwendige Datenintegration und die Ableitung von regulatorischen und metabolischen Netzwerken.
Zur Untersuchung einzelner Stämme und Biofilmgemeinschaften wurde ein in vitro Katheter-Biofilmreaktor etabliert (Prof. Krull, Technische Universität Braunschweig). Dieser Anzuchtreaktor soll in Folge genutzt und weiterentwickelt werden, um Vermeidungsstrategien und Behandlungsansätze zu testen. Die erhaltenen Daten sollen mit Daten aus realen Katheterbiofilmen verglichen werden. Dabei sind sowohl Metaproteom-, Metagenom- als auch Metatranskriptom-Analysen vorgesehen.
Das tiefere Verständnis dieser Prozesse soll in neue Therapieansätze und Vermeidungsstrategien gegen diese Infektionen münden. Darüber hinaus sollen neue Katheteroberflächen getestet sowie ein Diagnose-DNA-Chip entwickelt werden, der neben Aussagen über die Art der Erreger auch medizinisch relevante Informationen über ihre Virulenz, ihren physiologischen Zustand und ihre Antibiotikaresistenzen liefert.
Grüne Boxen stellen die Gruppen des Konsortiums dar, blaue Boxen zeigen die Zuarbeit der Plattformen. Die drei Harnwegspathogene und die mikrobiellen Gemeinschaften werden durch die verschiedenen Gruppen repräsentiert. Alles ist um das Katheter-Biofilm Model gruppiert. Im Katheter-Modell gewachsene Bakterien und mikrobielle Populationen werden funktionell charakterisiert durch die Nutzung von Omics-Technologien, die zum Teil durch die Konsortiumsmitglieder (grün) zum Teil durch die Plattformen (blau) bereit gestellt werden. Die generierten Daten werden gesammelt, analysiert und integriert innerhalb eines bioinformatischen Projektes, dessen Aufgabe außerdem die vergleichende Genomanalyse sein wird. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen schließlich in verschiedene Anwendungen transferiert werden.
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