In dieser Forschungsgruppe verbinden wir drei aktive, aber bisher weitgehend unabhängig arbeitende Felder: Wirt-Mikroben Interaktionen, angeborene Immunität und bakterielle Resistenzevolution. Unser übergreifendes Ziel ist es zu verstehen wie sich das Immunsystem des Wirtes und die Mikrobiota auf die Evolution der Virulenz und Resistenz von Pathogenen auskwirkt. Wir untersuchen diese Fragen bei Insekten, da diese sehr artenreich sind und eine herausragende Rolle bei Ökosystemdienstleistungen und für die menschliche Gesundheit spielen. Insekten stellen ausserdem ein exzellentes Modellsystem dar. Unsere Forschungsgruppe umfasst sechs empirische Projekte in Kombination mit einem integrierenden theoretischen und einem bioinformatischen Projekt. Wir werden sechs verschiedene Arten untersuchen, inkl. Vertretern der vier artenreichsten Gruppen. Dieser Ansatz bietet die Möglichkeit eines generellen Vergleiches, aber es auch gleichzeitig zulässt spezifische Unterschiede herauszuarbeiten. Alle Projekte haben auch individuelle Komponenten, die zusätzliche Einsichten erlauben. Projekt 1 untersucht wie das Immunsystem des Mehlkäfers und die gleichzeitige Anwendung von Antibiotika die Virulenzevolution von Staphylococcus aureus beeinflussen. In Projekt 2 werden Fliegen aus dem Freiland mit Laborstämmen verglichen, um herauszufinden wie das Immunsystem und die Mikrobiota die Virulenz von Bakterien beeinflussen. Dies wird mittels experimentelle Evolution untersucht. Projekt 3 fokussiert auf ein Pathogen der Honigbiene, Paenibacillus larvae. Es ergründet die Evolution der Virulenz von P. larvae unter dem Einfluss der larvalen Mikrobiota und des Immunsystems. In Projekt 4 wird untersucht, wie Immuneffektoren während der Metamorphose die Mikrobiota kontrollieren ohne ihre Funktionen als kanonische Kompenten des Immunsystems zu verlieren. Projekt 5 befasst sich mit der Symbiose zwischen Bienenwölfen und Antibiotika-produzierenden Streptomyceten: auf welcher Ebene wirkt Selektion auf die Antibiotika-Cocktails? Projekt 6 befasst sich damit, wie Diversität und physiologisches Alter der Mikrobiota das Immunsystem und die Resistenz beeinflussen und wie diese Interaktionen sich auf Virulenz von Pathogenen auswirken. Projekt 7 bietet einen theoretischen Rahmen für alle empirischen Projekte. Unter der Massgabe das bakterielle Populationsgrössen, Resistenz, Virulenz und deren evolutive Veränderungen miteinander komplex verknüpft sind, wird mittels populationsbiologischer Modelle die Komplextät angegangen. Alle empirischen Projekte verwenden NGS-Daten, die im Genomzentrum BeGenDiv erhoben werden. Dieses Zentrum ist auf Insekten und auf nicht-Modell Organismen spezialisiert. Wir sind überzeugt, dass die Synergie zwischen den drei Forschungsfeldern, die hier untersucht werden, essentiell ist um neuartige Erkenntnisse von Infektionsdynamiken in vivo und der Evolution von Resistenz und Virulenz von Pathogenen zu erzielen.

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