@phdthesis{Middendorf2005,
  author    = {Middendorf, Barbara},
  title     = {Untersuchungen zur Instabilit{\"a}t von Pathogenit{\"a}tsinseln des uropathogenen Escherichia coli Stammes 536 : "Island Probing" von PAI I(536) - PAI V(536)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-16573},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Der uropathogene Escherichia coli Stamm 536 (O6:K15:H31) stammt aus einem Patienten mit akuter Pyelonephritis und ist heute einer der Hauptmodellorganismen f{\"u}r Studien zum Vorkommen und zur Funktionalit{\"a}t von Pathogenit{\"a}tsinseln (PAIs). Sein Genom enth{\"a}lt sechs genetische Elemente (PAI I(536) bis PAI VI(536)), die an unterschiedlichen Stellen des Chromosoms integriert sind und die Hauptkriterien f{\"u}r PAIs erf{\"u}llen. Sie kodieren f{\"u}r viele Virulenzfaktoren des Stammes, sind am 3' Ende von tRNA Genen integriert, enthalten teils kryptische Fragmente mobiler genetischer Elemente wie Integrase- oder Transposasegene und werden meist von IS Elementen oder 'direct repeats' (DRs) flankiert. Dar{\"u}ber hinaus haben sie die Tendenz, instabil zu sein und aus dem Chromosom zu deletieren. Mit Ausnahme von PAI IV(536) sind alle PAIs von E. coli 536 mit intakten Integrasegenen assoziiert, die zu int Genen des Coliphagen P4 bzw. des Shigella flexneri Phagen SfX {\"a}hnlich sind. Neuere Untersuchungen zeigen, daß diese Gene exprimiert werden und f{\"u}r funktionelle Enzyme kodieren. Zus{\"a}tzlich werden die PAIs ebenfalls mit Ausnahme von PAI IV(536) von DRs unterschiedlicher Gr{\"o}ße flankiert, die den Randbereichen von Prophagen im prokaryontischen Chromosom entsprechen. Es ist daher wahrscheinlich, daß PAI-Deletionen vergleichbar zum Insertions-/Exzisionsmechanismus von Bakteriophagen durch die jeweilige PAI-assoziierte Integrase vermittelt werden und durch ortsspezifische Rekombination zwischen den flankierenden DRs erfolgen. Die Instabilit{\"a}t von PAI I(536) und PAI II(536) ist schon fr{\"u}h belegt worden. Jede Insel kodiert f{\"u}r eine H{\"a}molysindeterminante und ihre Kodeletion f{\"u}hrt zu einem ah{\"a}molytischen Ph{\"a}notyp, der mit einer H{\"a}ufigkeit von 3×10(-5) in vivo und bis 1x10(-3) in vitro auftritt. Die Exzision erfolgt durch ortsspezifische Rekombination zwischen den 16 bp bzw. 18 bp großen flankierenden DRs der PAIs. Da den {\"u}brigen E. coli 536-spezifischen PAIs entsprechende ph{\"a}notypische Marker fehlen, wurde in der hier vorliegenden Arbeit das 'Island Probing'-Verfahren angewendet, um die Instabilit{\"a}t von PAI I(536) bis PAI V(536) im Detail zu untersuchen. Dazu wurde der negative Selektionsmarker sacB separat in die PAIs integriert. Zellen, die diesen Marker tragen, sind saccharosesensitiv und k{\"o}nnen nur in Gegenwart hoher Saccharosekonzentrationen wachsen, nachdem die sacB-markierte PAI aus dem Chromosom deletiert wurde. Auf diese Weise konnten von sacB-markierten Derivaten des Stammes E. coli 536 gezielt PAI-negative Zellen isoliert werden, um die Grunddeletionsraten der PAIs zu bestimmen und ihre Randbereiche zu analysieren. Zus{\"a}tzlich wurde der Einfluß verschiedener Umwelteinfl{\"u}sse wie niedrige/hohe Temperatur, osmotischer Streß, N{\"a}hrstoffmangel, subinhibitorische Antibiotikakonzentrationen oder die Gegenwart konjugativer Plasmide auf die Exzisionsrate untersucht. Die in dieser Arbeit vorgestellten Daten zeigen, daß PAIs von E. coli 536 mit unterschiedlicher H{\"a}ufigkeit deletieren. W{\"a}hrend PAI II(536) und PAI III(536) mit Deletionsraten von 2×10(-5) bzw. 5x10(-5) am instabilsten sind, liegen die Exzisionsraten von PAI I(536) und PAI V(536) mit 2x10(-6) bzw. 1×10(-6) niedriger und deuten auf eine fortschreitende Stabilisierung dieser PAIs hin. Im Gegensatz dazu ist PAI IV(536) bereits vollst{\"a}ndig stabil in das Chromosom eingebettet. W{\"a}hrend die Exzision von PAI I(536), PAI II(536) und PAI V(536) RecA-unabh{\"a}ngig ist und auf ortsspezifischer Rekombination zwischen ihren flankierenden DRs beruht, treten bei PAI III(536) zwei alternative Deletionsmechanismen auf. Die Exzision dieser PAI erfolgt entweder vollst{\"a}ndig durch ortsspezifische Rekombination zwischen den flankierenden DRs oder partiell durch homologe Rekombination zwischen zwei IS100 Elementen innerhalb der PAI. Unabh{\"a}ngig vom Rekombinationsmechanismus f{\"u}hrt die Deletion aber in allen F{\"a}llen zur Bildung zirkul{\"a}rer Intermediate (CIs), die vermutlich aufgrund fehlender Replikationsstartpunkte bei nachfolgenden Zellteilungen verlorengehen. Obwohl CIs von PAI II(536) und PAI III(536) mit Hilfe spezifischer PCR-Reaktionen identifiziert werden konnten, war ein PCR-Nachweis PAI I(536)- und PAI V(536)-spezifischer CIs bedingt durch die niedrigen Deletionsraten dieser Inseln nicht m{\"o}glich. Interessanterweise konnte in dieser Arbeit erstmalig gezeigt werden, daß die Deletion von PAI II(536) und PAI III(536) bei niedriger Wachstumstemperatur, hoher Zelldichte und N{\"a}hrstoffmangel in vitro induzierbar ist, d. h. unter Bedingungen, die auch in nat{\"u}rlichen Biofilmen auftreten k{\"o}nnen. Andere Bedingungen wie osmotischer Streß, subinhibitorische Antibiotikakonzentrationen oder die Anwesenheit konjugativer Plasmide haben keinen Einfluß auf die Deletionsrate der PAIs. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, daß die Instabilit{\"a}t von PAIs bei E. coli 536 in vivo eine wichtige Rolle spielt indem sie zur Genomflexibilit{\"a}t und Evolution sowie zur Modulation der Virulenzgenexpression der Bakterien beitr{\"a}gt.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {de}
}
@article{SchneiderDobrindtMiddendorfetal.2011,
  author    = {Schneider, Gy{\"o}rgy and Dobrindt, Ulrich and Middendorf, Barbara and Hochhut, Bianca and Szij{\´a}rt{\´o}, Valeria and Em{\´o}dy, Levente and Hacker, J{\"o}rg},
  title     = {Mobilisation and remobilisation of a large archetypal pathogenicity island of uropathogenic \(Escherichia\) \(coli\) \(in\) \(vitro\) support the role of conjugation for horizontal transfer of genomic islands},
  series = {BMC Microbiology},
  volume    = {11},
  journal   = {BMC Microbiology},
  doi       = {10.1186/1471-2180-11-210},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-140975},
  pages     = {210},
  year      = {2011},
  abstract  = {Background: A substantial amount of data has been accumulated supporting the important role of genomic islands (GEIs) - including pathogenicity islands (PAIs) - in bacterial genome plasticity and the evolution of bacterial pathogens. Their instability and the high level sequence similarity of different (partial) islands suggest an exchange of PAIs between strains of the same or even different bacterial species by horizontal gene transfer (HGT). Transfer events of archetypal large genomic islands of enterobacteria which often lack genes required for mobilisation or transfer have been rarely investigated so far. Results: To study mobilisation of such large genomic regions in prototypic uropathogenic E. coli (UPEC) strain 536, PAI II(536) was supplemented with the mob(RP4) region, an origin of replication (oriV(R6K)), an origin of transfer (oriT(RP4)) and a chloramphenicol resistance selection marker. In the presence of helper plasmid RP4, conjugative transfer of the 107-kb PAI II(536) construct occured from strain 536 into an E. coli K-12 recipient. In transconjugants, PAI II(536) existed either as a cytoplasmic circular intermediate (CI) or integrated site-specifically into the recipient's chromosome at the leuX tRNA gene. This locus is the chromosomal integration site of PAI II(536) in UPEC strain 536. From the E. coli K-12 recipient, the chromosomal PAI II(536) construct as well as the CIs could be successfully remobilised and inserted into leuX in a PAI II(536) deletion mutant of E. coli 536. Conclusions: Our results corroborate that mobilisation and conjugal transfer may contribute to evolution of bacterial pathogens through horizontal transfer of large chromosomal regions such as PAIs. Stabilisation of these mobile genetic elements in the bacterial chromosome result from selective loss of mobilisation and transfer functions of genomic islands.},
  language  = {en}
}
@article{BielaszewskaSchillerLammersetal.2014,
  author    = {Bielaszewska, Martina and Schiller, Roswitha and Lammers, Lydia and Bauwens, Andreas and Fruth, Angelika and Middendorf, Barbara and Schmidt, M. Alexander and Tarr, Phillip I. and Dobrindt, Ulrich and Karch, Helge and Mellmann, Alexander},
  title     = {Heteropathogenic virulence and phylogeny reveal phased pathogenic metamorphosis in Escherichia coli O2:H6},
  series = {EMBO Molecular Medicine},
  volume    = {6},
  journal   = {EMBO Molecular Medicine},
  number    = {3},
  issn      = {1757-4684},
  doi       = {10.1002/emmm.201303133},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-117254},
  pages     = {347-357},
  year      = {2014},
  abstract  = {Extraintestinal pathogenic and intestinal pathogenic (diarrheagenic) Escherichia coli differ phylogenetically and by virulence profiles. Classic theory teaches simple linear descent in this species, where non-pathogens acquire virulence traits and emerge as pathogens. However, diarrheagenic Shiga toxin-producing E.coli (STEC) O2:H6 not only possess and express virulence factors associated with diarrheagenic and uropathogenic E.coli but also cause diarrhea and urinary tract infections. These organisms are phylogenetically positioned between members of an intestinal pathogenic group (STEC) and extraintestinal pathogenic E.coli. STEC O2:H6 is, therefore, a 'heteropathogen,' and the first such hybrid virulent E.coli identified. The phylogeny of these E.coli and the repertoire of virulence traits they possess compel consideration of an alternate view of pathogen emergence, whereby one pathogroup of E.coli undergoes phased metamorphosis into another. By understanding the evolutionary mechanisms of bacterial pathogens, rational strategies for counteracting their detrimental effects on humans can be developed.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Middendorf2008,
  author    = {Middendorf, Barbara},
  title     = {Einfluss von Melarsoprol in der Therapie der afrikanischen Trypanosomiasis auf den Glukosemetabolismus des Menschen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28312},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die afrikanische Schlafkrankheit f{\"u}ht unweigerlich zum Tod wenn sie unerkannt und somit unbehandelt bleibt. Zur Therapie stehen nur sehr wenige Medikamente zur Verf{\"u}gung, wovon die meisten bereits seit mehr als 50 Jahren im Einsatz sind. Unter der Therapie treten in ca. 5-10\% der F{\"a}lle Enzephalopathien auf, die in vielen F{\"a}llen t{\"o}dlich verlaufen. Bisher ist nicht sicher, wie der dahinterstehende Pathomechanismus verl{\"a}uft. Zu dieser Frage wurden Untersuchungen des Glukosemetabolismus an Patienten im 2. Stadium der Schlafkrankheit durchgef{\"u}hrt. Es zeigte sich ein signifikanter Anstieg des durchschnittlichen Glukoseniveaus im Verlauf der Therapie. Des weiteren wurden unterschiedliche Verl{\"a}ufe von arzneimittel-induzierter Enzephalopathie klinisch beobachtet und beschrieben.},
  subject      = {Trypanosomiasis},
  language  = {de}
}