@phdthesis{Bader2005,
  author    = {Bader, Teresa Anna},
  title     = {Funktionelle Analysen virulenzrelevanter und essentieller Gene in Candida albicans},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-12894},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Die Bedeutung von Mykosen hat wegen der wachsenden Zahl immunsupprimierter Patienten in den letzten Jahren immer mehr zugenommen. Diese erkranken h{\"a}ufig an oberfl{\"a}chlichen sowie lebensbedrohlichen systemischen Infektionen mit dem opportunistisch humanpathogenen Hefepilz Candida albicans, da der Keim, der oftmals als harmloser Kommensale auf den Schleimh{\"a}uten im Gastrointestinaltrakt gesunder Menschen vorkommt, vom geschw{\"a}chten Immunsystem nicht mehr in Schach gehalten werden kann. In dieser Arbeit sollten bestimmte Gene von C. albicans, die in anderen Organismen als essentiell f{\"u}r deren Lebensf{\"a}higkeit bzw. Virulenz beschrieben wurden, als potentielle Zielstrukturen f{\"u}r die Entwicklung neuer Antimykotika charakterisiert werden. Das CMP1-Gen kodiert f{\"u}r die katalytische Untereinheit der konservierten Calcium/Calmodulin-abh{\"a}ngigen Phosphatase Calcineurin, die in der B{\"a}ckerhefe Saccharomyces cerevisiae und in anderen Organismen verschiedene physiologische Prozesse reguliert und essentiell f{\"u}r die Virulenz des pathogenen Hefepilzes Cryptococcus neoformans ist. Um die Bedeutung von Calcineurin f{\"u}r das {\"U}berleben und die Virulenz von C. albicans zu untersuchen, wurden homozygote cmp1 knock-out-Mutanten sowohl in einem auxotrophen C. albicans-Laborstamm als auch, mit Hilfe eines neuen dominanten Selektionsmarkers, in einem prototrophen Wildstamm hergestellt. Die Mutanten erwiesen sich als hypersensitiv gegen{\"u}ber Natrium, Calcium, Mangan und Lithium sowie gegen{\"u}ber alkalischem pH-Wert. Dar{\"u}ber hinaus konnten die mutierten Zellen Membranstreß, der durch SDS- oder Fluconazol-Zugabe verursacht wurde, nicht tolerieren und waren unter diesen Bedingungen stark in ihrem Wachstum gehemmt. Andere wichtige Virulenzeigenschaften wie die Toleranz gegen{\"u}ber Wirts-K{\"o}rpertemperatur und die F{\"a}higkeit zur Hyphenbildung zeigten sich durch die CMP1-Deletion in vitro nicht beeintr{\"a}chtigt. Dennoch machte die Anwendung eines murinen Modells einer systemischen Candidose in vivo deutlich, daß die Mutanten sehr stark in ihrer Virulenz attenuiert waren. Der Virulenzdefekt war vermutlich zumindest zum Teil dadurch bedingt, daß die Calcineurin-defizienten Zellen im Gegensatz zum Wildtyp in humanem Serum nicht wachsen konnten und deshalb m{\"o}glicherweise schlechter {\"u}ber die Blutbahn disseminieren konnten. Außer Calcineurin wurden in Kooperation mit einem Industriepartner drei weitere Gene, YML127, YPR143, und YML93, die in S. cerevisiae als essentiell beschrieben wurden und die keine signifikanten Homologien zu Vertebraten-Genen aufwiesen, in der C. albicans-Genomsequenz identifiziert und auf ihre Eignung als potentielle Targets hin untersucht. Die Funktion dieser Gene war zu Beginn dieser Arbeit unbekannt; vor kurzem wurde jedoch gezeigt, daß sie in S. cerevisiae eine Rolle beim Chromatin-Remodeling bzw. bei der rRNA-Prozessierung haben. Nachdem sich alle Gene auch in C. albicans als essentiell herausgestellt hatten, wurden konditional letale Mutanten hergestellt, in denen die Gene durch induzierbare Deletion mit Hilfe der site-spezifischen Rekombinase FLP aus dem Genom entfernt wurden. Dadurch wurde eine Population von Nullmutanten erhalten, in denen der terminale Ph{\"a}notyp der Gendeletion analysiert werden konnte. Die funktionelle Analyse des YML127 (RSC9) Gens wies darauf hin, daß es in C. albicans eine {\"a}hnliche Funktion hat wie in der B{\"a}ckerhefe, in der das Rsc9-Protein ein Bestandteil des RSC-Protein-Komplexes ist, der die Struktur des Chromatins in Abh{\"a}ngigkeit von Zellzyklus und Umweltbedingungen umorganisiert und damit die Aktivit{\"a}t von Genen steuert. Mit Hilfe eines HA-Epitop markierten YML127-Gens konnte das Genprodukt im Zellkern von C. albicans lokalisiert werden. Die C. albicans yml127-Nullmutanten produzierten verl{\"a}ngerte, mehrfach knospende Zellen, was einen Verlust der Koordination zwischen Mitose und Zytokinese vermuten ließ. Die beiden Gene YPR143 und YML93 (UTP14) scheinen wie ihre homologen Vertreter in S. cerevisiae an der Prozessierung der ribosomalen RNA beteiligt zu sein. Heterozygote Mutanten wiesen eine Haploinsuffizienz auf, die sich in einer erh{\"o}hten Suszeptibilit{\"a}t gegen{\"u}ber Hemmstoffen der rRNA-Synthese und der Ribosomenaktivit{\"a}t zeigte, und in den induzierten Nullmutanten akkumulierten Vorstufen der reifen rRNAs. In beiden F{\"a}llen f{\"u}hrte die Gendeletion zu Anomalien im Zellzyklus; die ypr143-Mutanten wiesen eine vergr{\"o}ßerte unf{\"o}rmige Zellmorphologie auf, und die yml93-Mutanten bildeten große, rundliche Zellen. Die Ergebnisse dieser Arbeit erlauben nicht nur wichtige Einblicke in die Funktion der untersuchten Gene in essentiellen zellul{\"a}ren Prozessen, sondern zeigen auch deren Bedeutung f{\"u}r die Virulenz bzw. f{\"u}r das {\"U}berleben des humanpathogenen Hefepilzes C. albicans. Die entsprechenden Genprodukte sollten sich deshalb prinzipiell als Angriffspunkte f{\"u}r die Entwicklung neuer antimykotischer Medikamente eignen.},
  subject      = {Candida albicans},
  language  = {de}
}