Robatzek Team

Prof. Dr. Silke Robatzek

Genetik der Wirt–Mikroben-Interaktion

Unsere Forschung untersucht die genetische Architektur und die molekularen Mechanismen, die Wirt–Mikroben-Interaktionen prägen. Dabei adressieren wir drei zentrale Fragestellungen:

Wie entwickeln Wirte effektive Immunantworten gegen Pathogene?
Wie passen sich Pathogene an Wirte an, manipulieren oder umgehen deren Abwehrsysteme?
Wie beeinflusst das Wirtsmikrobiom den Krankheitsverlauf?

Durch die Integration von Genetik, Molekular- und Zellbiologie sowie Multi-Omics-Ansätzen identifizieren wir grundlegende Prinzipien, die Interaktionen zwischen unterschiedlichen Wirten und mikrobiellen Partnern bestimmen, und schaffen die Basis für deren Translation in innovative Schutzstrategien.

Forschungsthemen

Wie entwickeln Wirte effektive Immunantworten gegen Pathogene?

Die pflanzliche Immunität beruht auf genetisch kodierten Immunrezeptoren und komplexen nachgeschalteten Signalnetzwerken, die sich zwischen (Sub-)Spezies unterscheiden. Wir untersuchen, wie Repertoire, Regulation und genetische Diversität von Immunrezeptoren über Immunität oder Anfälligkeit entscheiden. Darüber hinaus analysieren wir, wie der physiologische Zustand des Wirts, einschließlich Trocken- oder Nährstoffstress, die Immunkompetenz und den Krankheitsverlauf beeinflusst. Unter Verwendung von Modellsystemen (z. B. Arabidopsis und Tabak) sowie Kulturpflanzen wie Olive und Weinrebe identifizieren und funktionell charakterisieren wir Wirtsgene, die an der Pathogenerkennung und Aktivierung der Immunantwort beteiligt sind. Zudem erforschen wir translationale Strategien, einschließlich des Transfers von Immunrezeptorsystemen aus resistenten Arten in anfällige Kulturpflanzen zur Verbesserung der Immunität.

Wie passen sich Pathogene an, manipulieren oder umgehen Wirtsabwehrsysteme?

Bakterielle Pathogene wie Xylella fastidiosa, Xanthomonas spp. und Pseudomonas syringae kolonisieren erfolgreich unterschiedliche Wirte, trotz der erheblichen Variabilität pflanzlicher Immunsysteme. Wir untersuchen, wie sich Pathogene an spezifische Wirtsumgebungen, einschließlich spezialisierter Gewebe wie dem Gefäßsystem, anpassen, die Kolonisation die Genexpression des Wirts umprogrammieren und die Immunantwort unterdrücken. Ein besonderer Fokus liegt auf adaptiven Eigenschaften wie dem Wechsel zwischen planktonischer Lebensweise und Biofilmbildung, Sekretionssystemen, der Freisetzung extrazellulärer Vesikel sowie regulatorischen Mechanismen, die durch kleine RNAs vermittelt werden. Transkriptomische und funktionelle Analysen ermöglichen es uns, Pathogenstrategien mit molekularer Auflösung zu entschlüsseln, Virulenzgene zu identifizieren und Zielgene im Wirt zu definieren.

Wie moduliert das Wirtsmikrobiom den Krankheitsverlauf?

Das mit dem Wirt assoziierte Mikrobiom stellt eine zusätzliche Schutzschicht gegen infektiöse Pathogene dar. Wir untersuchen Mechanismen bakterieller Antagonismen, mikrobiomvermittelter Aktivierung des pflanzlichen Immunsystems sowie Mikrobiomdynamiken, die Wirtsimmunität oder Resistenz beeinflussen.

Durch die Analyse umfangreicher Mikrobiomsammlungen in Kombination mit Proteomik und Transkriptomik identifizieren wir neuartige antibakterielle Moleküle und protektive Mikrobiomstämme. Diese Erkenntnisse bilden die Grundlage für das rationale Design schützender synthetischer Mikrobiomgemeinschaften zur Prävention von Erkrankungen wie Infektionen durch Xylella fastidiosa.