Bravo Group

Bakterielle Immunsysteme

Bakterien sind die Hauptverursacher von Krankheiten beim Menschen. Darüber hinaus stehen Bakterien unter einem enormen Selektionsdruck durch ihre viralen Fressfeinde – Bakteriophagen – und haben daher zahlreiche ausgeklügelte Immunsysteme entwickelt, um Immunität zu gewährleisten. Jüngste technische Durchbrüche haben zur Entdeckung von über 200 bisher unentdeckten bakteriellen Immunsystemen geführt, die an der Abwehr von Phagen, der Antibiotikaresistenz und der bakteriellen Pathogenese beteiligt sind. Bemerkenswert ist, dass diese neuartigen Systeme eine unerschlossene Fundgrube an Werkzeugen für die Präzisionsbiotechnologie darstellen, ähnlich wie CRISPR.

Die Bravo-Gruppe erforscht sowohl, wie verschiedene bakterielle Immunsysteme eigene von fremden Nukleinsäuren unterscheiden können, als auch welche Folgen eine mögliche Aktivierung hat. Um die molekularen Mechanismen zu verstehen, die der Immunität zugrunde liegen, verwendet die Gruppe eine Kombination aus Strukturbiologie (Kryo-Elektronenmikroskopie), Biochemie, Biophysik und funktionellen Tests. Mit der Kryo-Elektronenmikroskopie und der kinetischen Analyse des Fließgleichgewichts können sie vorübergehende Zwischenzustände visualisieren und somit Einblicke in die dynamische und heterogene Natur der aktiven Enzyme geben.

Das Ziel ist nicht nur diese Systeme zu verstehen, sondern das Wissen auch für strukturbasiertes Engineering einzusetzen. Abwehrsysteme können umgestaltet werden, damit sie spezifische, erwünschte Eigenschaften erhalten. Solche veränderten Systeme weisen üblicherweise eine höhere Effizienz und Spezifität auf und werden so zu wirksamen Instrumenten für die Genom-Editierung und Diagnostik. Die Gruppe nutzt die vielfältigen enzymatischen Aktivitäten der neu entdeckten Abwehrsysteme, um ein neues Repertoire an Präzisionswerkzeugen für die Molekularbiologie zu entwickeln – ein Unterfangen, welches den biotechnologischen Fortschritt prägen könnte.