Thomas Onchuru

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Thomas Onchuru

Evolutionäre Ökologie
Institut für Organismische und Molekulare Evolutionsbiologie
Hanns-Dieter-Hüsch-Weg 15
55128 Mainz

phone: +49 - (0) 6131 - 39 25200
fax: +49 - (0) 6131 - 39 23731
tonchuru@uni-mainz.de

Forschungsinteressen

Forschungsschwerpunkte

  • Verteidigungssymbiosen
  • Wirts-Mutualist-Pathogen-Interaktionen
  • Ökologie der Mikroben und ihrer Überträger

Methodische Kenntnisse

  • Molekulare Techniken
  • Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung
  • Zellkultivierung

Der Darm von höheren Tieren ist eine reichhaltige Quelle an Nährstoffen, und stellt damit für Mikroorganismen eine attraktive Nische dar. Nützliche Mikroorganismen können dabei helfen die Nahrung aufzuschließen, zusätzliche Nährstoffe bereit zu stellen oder den Wirt gegen Krankheitserreger zu schützen während Mikroben, die mit der Nahrung aus der Umwelt mit aufgenommen werden sowohl Parasiten als auch Krankheitserreger sein können. Daher ist eine ausgefeilte Regulation der der Darmgemeinschaft äußerst wichtig. Wie diese Regulation funktioniert und wie verschiedenste Organismen dabei interagieren ist noch Großteils unbekannt, während wir bereits relativ viel darüber wissen, welchen nutzen die Darmgemeinschaft dem Wirt bringen kann.

  • Wie selektieren und erhalten Wirte eine nützliche Darmgemeinschaft aufrecht und bekämpfen gleichzeitig Krankheitserreger?
  • Welche Konsequenzen bringen mutualistische Beziehungen mit sich?
  • Können solche mutualistischen Partnerschaften auch dabei helfen eindingende Keime abzuwehren?

Die Afrikanische Baumwollwanze (Dystercus fasciastus) ist dafür ein besonders geeignetes Modalsystem. D. fasciatus hat eine einfache, konservierte bakterielle Darmgemeinschaft und einen parasitischen Trypanosomen, Leptomonas pyrrhocoris. Zwei der Darmbakterien, Coriobacterium glomerans und Gordonibacter sp. (beides Actinobacterien), stellen essentielle B-Vitamine für die Wanzen bereit. Diese Symbionten werden von der Mutter an die Nachkommen über die Eioberfläche weitergegeben, von der sie von den frisch geschlüpften Nymphen aufgenommen werden. Diese Übertragungsweise ist nötig um die Symbiose aufrecht zu erhalten, stellt aber auch eine Gefahr dar. L. pyrrhocoris kann vom Darm der Mutter auf diese Weise auch deren Nahkommen infizieren und dadurch in Wirtspopulationen eine hohe Infektionsrate aufrechterhalten. Allerdings sind trotz der hohen Infektionsraten kaum negative Effekte durch diese Parasitierung bemerkbar. Wir nutzen den Infektionsweg der Baumwollwanzen um Wirtspopulationen zu etablieren, die frei von den symbiontischen Bakterien und parasitären Trypanosomen sind indem wir die Eioberfläche sterilisieren. Die sterilisierten Eier können dann gezielt mir den Bakterien und/oder Trypanosomen wieder infiziert werden. Mittel Transkriptom-Analysen und quantitativer PCR ist es und möglich, Gene der Wirte zu identifizieren, die an der Regulation der Symbiose und Parasitenabwehr beteiligt sind sowie die Rolle der Symbionten als „erweitertes Immunsystem“ zu untersuchen. RNA Interferenz erlaubt es und diese Gene gezielt zu manipulieren und gepaart mit Bioassays ihre genaue Funktion aufzuklären.
Fig.1 Unser Modelsystem, die Afrikanische Baumwollwanze (Dystercus fasciatus) Fig.2 Fluoreszenz in situ Hybridisierung eines Darmquerschittes von D. fasciatus mit angefärbten Symbionten (pink) und Parasiten (grün)