The dipteran glycan array project

Glykane (Zuckerketten) bedecken die Oberflächen aller Zellen und variieren zwischen den Tierarten. Insekten sind von entwicklungsbiologischer, biotechnologischer, landwirtschaftlicher und biomedizinischer Relevanz, außerdem wächst mit dem Klimawandel die geografische Reichweite einiger Insektenschädlinge oder Krankheitsüberträger. In diesem Projekt befassen wir uns speziell mit der Fruchtfliege (Drosophila melanogaster, einem Modellorganismus der Grundlagenforschung), der Tsetsefliege (Glossina morsitans, dem Überträger der Schlafkrankheit) und einer Mücke (Aedes aegypti, die verschiedene Wurm- oder Viruserkrankungen einschließlich Dengue- Fieber überträgt). Basierend auf früheren Arbeiten nehmen wir an, daß bestimmte Glykanstrukturen von diesen Insekten an (i) der Erkennung der von ihnen übertragenen Viren durch das Säugetier-Immunsystem, (ii) den Wechselwirkungen zwischen Parasiten und ihren Insektenwirten und (iii) der angeborenen Immunität der Insekten oder Entwicklung der Insektenart selbst beteiligt sind. Dazu werden wir durch Isolieren von Glykanen aus natürlichen Quellen oder durch chemische oder enzymatische Synthese Bibliotheken von Glykanen herstellen, die dann auf einem Chip aufgetragen werden. Diese können dann auf Wechselwirkungen mit kohlenhydratbindenden Proteinen wie Lektinen, Pentraxinen und Antikörpern untersucht werden und damit werden wichtige Informationen über funktionelle Wechselwirkungen dieser Oberflächenstrukturen generiert.

Glykane (Zuckerketten) bedecken die Oberflächen aller Zellen und variieren zwischen den Tierarten. Insekten sind von entwicklungsbiologischer, biotechnologischer, landwirtschaftlicher und biomedizinischer Relevanz, außerdem wächst mit dem Klimawandel die geografische Reichweite einiger Insektenschädlinge oder Krankheitsüberträger. Basierend auf früheren Arbeiten nahmen wir an, daß bestimmte Glykanstrukturen von diesen Insekten an (i) der Erkennung der von ihnen übertragenen Viren durch das Säugetier-Immunsystem, (ii) den Wechselwirkungen zwischen Parasiten und ihren Insektenwirten und (iii) der angeborenen Immunität der Insekten oder Entwicklung der Insektenart selbst beteiligt sind. In diesem Projekt befassten wir uns uns mit einer Schlüsselart der Zweiflügler: der Fruchtfliege (Drosophila melanogaster), einem Modellorganismus, der in der Grundlagenforschung eingesetzt wird. Darüber hinaus untersuchten wir das Glycome eines Lepidopterans (Bombyx mori) und schlossen Analysen eines Nematodenparasiten (Trichuris suis) ab, mit dem der Lepidopteran einige glykomische Merkmale teilt. Zwitterionische Glykane wurden in allen drei Arten gefunden. Wir isolierten Glykane aus natürlichen Quellen, ergänzten diese aber mit kleinen Oligosacchariden, die durch chemische Synthese hergestellt wurden. Bibliotheken von Glykanen wurden im Microarray-Format aufgetragen, um Wechselwirkungen mit kohlenhydratbindenden Proteinen wie Lektinen, Pentraxinen und Antikörpern zu untersuchen. Das Projekt lieferte neue Informationen über Insekten-Glykome und ist ein Sprungbrett für weitere Studien zu den Interaktionspartnern von Glykanen und schließt damit eine große Lücke im Werkzeugkasten der Glykobiologie von Wirbellosen.