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AG Schramm
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AG Schramm


Group Leader: Dr. Michael Schramm
Phone: +49 221 478-32011

Selected recent publications

Co-workers:

Marc Herb, PhD student
Alexander Gluschko, PhD student
Cindy Rinkens

Alumni:

Dr. Barbara März
Anna Geueke
Gereon Otto
Mateja Georgiev

Research topic:

Regulation of anti-bacterial immunity by reactive oxygen species

   Innate immunity is of critical importance for prevention and containment of infections. During bacterial infections, macrophages and neutrophils are of particular importance because they phagocytose and inactivate bacteria by employing an array of effector mechanisms. One of the most important anti-bacterial effector mechanisms is the oxidative burst that leads to generation of reactive oxygen species (ROS). ROS can either act as directly anti-bacterial agents or modulate cellular signaling pathways. Individuals with defective oxidative burst suffer from recurring, life-threatening infections highlighting the importance of ROS production for immunity.

   During bacterial infections, ROS are produced by NADPH oxidases, which specialize in ROS production, as well as by mitochondria. Our research aims at identifying the anti-bacterial effector mechanisms and signaling pathways that are regulated by ROS and at defining the distinct roles of the diverse NADPH oxidase isoforms and of mitochondria in these processes. To this end, we use our worldwide unique comprehensive family of tissue-specific knockout mouse strains for all NADPH oxidase isoforms.

   In particular, we are currently investigating:

  • How ROS produced by NADPH oxidases regulate anti-bacterial autophagy
  • How ROS produced by mitochondria modulate pro-inflammatory signaling
  • How NADPH oxidases contribute to the anti-bacterial immune response to intestinal infections and to maintenance of the commensal microbiota.

 

Brief description in German:

Regulation der anti-bakteriellen Immunantwort durch reaktive Sauerstoffspezies

   Das angeborene Immunsystem spielt eine entscheidende Rolle bei der Verhinderung bzw. Eindämmung von Infektionen. Bei bakteriellen Infektionen sind dabei vor allem Makrophagen und neutrophile Granulozyten von entscheidender Bedeutung, da sie eingedrungene Bakterien phagozytieren und über verschiedene Effektormechanismen abtöten können. Einer der wichtigsten anti-bakteriellen Effektormechanismen ist der sog. oxidative burst, bei dem reaktive Sauerstoffspezies (reactive oxygen species, ROS) gebildet werden, die einerseits direkt anti-bakteriell wirken und andererseits Signalwege in der Zelle modulieren können. Defekte im oxidative burst führen bei den betroffenen Individuen daher zu immer wiederkehrenden, lebensbedrohlichen Infektionen.

   Während einer bakteriellen Infektion werden ROS sowohl von den darauf spezialisierten NADPH Oxidasen als auch von Mitochondrien produziert. Unsere Forschung zielt darauf ab, die durch ROS regulierten anti-bakteriellen Effektormechanismen und Signalwege zu identifizieren und herauszufinden welche definierte Rolle die einzelnen Isoformen der Familie der NADPH Oxidasen bzw. Mitochondrien dabei spielen. Dazu nutzen wir unsere weltweit einzigartige Sammlung von Mäusen mit gewebe-spezifischem Knockout für die einzelnen NADPH Oxidase-Isoformen.

  Derzeit untersuchen wir hauptsächlich:

  • Über welche Mechanismen von NADPH Oxidasen produzierte ROS die anti-bakterielle Autophagie regulieren
  • Welche Rolle von Mitochondrien produzierte ROS bei der Regulation von pro-inflammatorischen Signalwegen in infizierten Makrophagen spielen
  • Wie NADPH Oxidasen zur anti-bakteriellen Immunantwort des Darms und zur Aufrechterhaltung der kommensalen Mikrobiota beitragen

 

Selected recent publications

Michael Schramm, Katja Wiegmann, Sandra Schramm, Alexander Gluschko, Marc Herb, Olaf Utermöhlen, Martin Krönke. Riboflavin (vitamin B2) deficiency impairs NADPH oxidase 2 (Nox2) priming and defense against Listeria monocytogenes. European Journal of Immunology (2014); 44(3):728-41

Helen M Springer, Michael Schramm, Gregory A Taylor, Jonathan C Howard. Irgm1 (LRG-47), a regulator of cell-autonomous immunity, does not localize to mycobacterial or listerial phagosomes in IFN-γ-induced mouse cells. Journal of Immunology (2013); 15;191(4):1765-74.

Benjamin Yazdanpanah, Katja Wiegmann, Vladimir Tchikov, Oleg Krut, Carola Pongratz, Michael Schramm, Andre Kleinridders, Thomas Wunderlich, Hamid Kashkar, Olaf Utermöhlen, Jens C. Brüning, Stefan Schütze and Martin Krönke. Riboflavin Kinase couples TNF Receptor 1 to NADPH oxidase. Nature (2009); 460(7259):1159-63

Jasmin Herz, Julian Pardo, Hamid Kashkar, Michael Schramm, Elza Kuzmenkina, Erik Bos, Katja Wiegmann, Reinhard Wallich, Peter J. Peters, Stefan Herzig, Elmon Schmelzer, Martin Krönke, Markus M. Simon and Olaf Utermöhlen.Acid sphingomyelinase is a critical regulator of cytotoxic granule secretion by primary T lymphocytes. Nature Immunology (2009); 10, 761 - 768

Olaf Utermöhlen, Jasmin Herz, Michael Schramm, Martin Krönke. Fusogenicity of membranes: The impact of acid sphingomyelinase on innate immune responses. Immunobiology (2008); 213(3-4):307-14

Michael Schramm, Jasmin Herz, Albert Haas, Martin Krönke, Olaf Utermöhlen. Acid sphingomyelinase is required for efficient phago-lysosomal fusion. Cellular Microbiology (2008); 10(9), 1839-1853

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