ERASynBio - Runde 2 - Verbundprojekt MiniCell - Ein Modell-getriebener Ansatz zur Herstellung einer minimalen Zelle

Die Schaffung von bakteriellen Zellfabriken, die erkrankte Gewebe angreifen können, ist eine interessante Anwendung der synthetischen Biologie. Wir möchten ein vollständiges Modell der Zelle des humanpathogenen Bakteriums Mycoplasma pneumoniae erstellen. Dieses Bakterium löst Krankheiten in der Lunge aus. Das Modell möchten wir für das Design einer minimalen nicht-pathogenen Plattform nutzen, mit der Krankheiten der menschlischen Lunge behandelt werden können bzw. ein Impfschutz erreicht werden kann. Die Kombination von Modellierung, von Techniken der Chromosomentransplantation sowie der System- und synthetischen Biologie wird uns die Entwicklung eines Modells einer minimalen Zelle ermöglichen. Dieses Modell werden wir nutzen, um durch Genom-"Engineering" einen minimalen nicht-pathogenen Stamm von M. pneumoniae als Plattform zu erzeugen. Diese Plattform kann dann mit verschiedenen biologischen Systemen ausgestattet werden, um Therapeutika direkt zur erkrankten Lunge zu transportieren. Wir haben bereits eine Bank von Transposoninsertionsmutanten von M. pneumoniae hergestellt. Von diesen Mutanten werden wir zunächst die chromosomale DANN isolieren, um sie im nächsten Schritt gemeinsam mit den Partnern in Barcelona (CRG) zu sequenzieren. Die Ergebnisse werden uns in bisher unübertroffener Dichte Aufschluss über essentielle Komponenten des Genoms von M. pneumoniae geben. Wir werden dann mit Hilfe des Partners in den USA (Mt Sinai) das Modell überprüfen. Dazu werden wir die Daten des Modells mit den experimentell ermittelten Essentialitäten vergleichen und dort, wo es Abweichungen gibt, versuchen, Mutanten aus unserer Bank zu isolieren. Erhaltene Mutanten werden wir physiologisch charakterisieren. Darüber hinaus werden wir bioinformatische Analysen zum Genom von M. pneumoniae durchführen, um essentielle Gene und Virulenzfaktoren zu identifizieren. Für alle nicht-essentiellen Gene werden wir Mutanten erstellen, die dann auf ihre Virulenz getestet werden.