@phdthesis{Biswas2005,
  author    = {Biswas, Kajal},
  title     = {Analysis of Nitrogen starvation induced filamentous growth and characterization of putative essential genes in the human fungal pathogen, Candida albicans},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-11554},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {1. Zusammenfassung Candida albicans ist ein opportunistisch pathogener Hefepilz, der sowohl oberfl{\"a}chliche Infektionen der Schleimhaut als auch lebensbedrohliche systemische Infektionen hervorrufen kann. Obwohl die F{\"a}higkeit von C.albicans Infektionen auszul{\"o}sen weitgehend vom Immunstatus des Wirts abh{\"a}ngt, besitzt der Pilz doch auch spezifische Eigenschaften, die eine Kolonisierung, Disseminierung und Anpassung an unterschiedliche Wirtsnischen erm{\"o}glichen und ihn vom harmlosen Kommensalen zum gef{\"a}hrlichen Krankheitsserreger werden lassen. Unter bestimmten Umweltbedingungen geht C.albicans vom Wachstum als sprossende Hefe zum invasiven, filament{\"o}sen Wachstum {\"u}ber, das eine wichtige Rolle in der Pathogenit{\"a}t des Pilzes spielt. Stickstoffmangel ist eines der Signale, die das filament{\"o}se Wachstum in C.albicans induzieren, und die Kontrolle der Morphogenese durch die Verf{\"u}gbarkeit von Stickstoff wurde in dieser Arbeit detailliert untersucht. Ammonium ist f{\"u}r Hefepilze eine bevorzugte Stickstoffquelle, die {\"u}ber spezifische Transporter in die Zelle aufgenommen wird. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass C.albicans zwei Ammoniumpermeasen besitzt, deren Expression durch Stickstoffmangel induziert wird. W{\"a}hrend die Deletion von CaMEP1 oder CaMEP2 keinen Einfluss auf das Wachstum bei limitierenden Ammoniumkonzentrationen hatte, konnten \&\#61508;mep1 \&\#61508;mep2 Doppelmutanten bei Ammoniumkonzentrationen unter 5 mM nicht mehr wachsen. Im Gegensatz zu \&\#61508;mep1 Mutanten bildeten \&\#61508;mep2 Mutanten unter Stickstoffmangel keine Hyphen mehr und wuchsen ausschließlich in der Hefeform. CaMep2p hat also nicht nur eine Funktion als Ammoniumtransporter, sondern spielt auch eine Rolle bei der Induktion des filament{\"o}sen Wachstums. Weitere Experimente zeigten, dass CaMep2p ein weniger effizienter Ammoniumtransporter als CaMep1p ist, daf{\"u}r aber st{\"a}rker exprimiert wird, und dass dieser Unterschied wichtig f{\"u}r die Signalfunktion von CaMep2p ist. Durch Deletionsanalysen konnte bewiesen werden, dass die C-terminale, cytoplasmatische Dom{\"a}ne von CaMep2p essentiell f{\"u}r die Induktion des Hyphenwachstums ist, f{\"u}r den Ammoniumtransport jedoch nicht ben{\"o}tigt wird, und diese beiden Funktionen von CaMep2p daher voneinander getrennt werden k{\"o}nnen. In C.albicans gibt es mindestens zwei Signalwege die das filament{\"o}se Wachstum steuern, eine MAP-Kinase-Kaskade und einen cAMP-abh{\"a}ngigen Signalweg, die in den Transkriptionsfaktoren Cph1p bzw. Efg1p enden. Bei Inaktivierung des einen oder des anderen Signalwegs induziert Stickstoffmangel kein filament{\"o}ses Wachstum mehr. Ein hyperaktives CaMEP2 Allel konnte den filament{\"o}sen Wachstumsdefekt sowohl von \&\#61508;cph1 als auch \&\#61508;efg1 Mutanten aufheben, nicht jedoch den einer \&\#61508;cph1 \&\#61508;efg1 Doppelmutante oder einer Mutante, der das G-Protein Ras1p fehlte, das beide Signalwege aktiviert. Umgekehrt wurde der filament{\"o}se Wachstumsdefekt von \&\#61472;\&\#61508;mep2 Mutanten durch ein dominant-aktives RAS1 Allel bzw. durch die Zugabe von cAMP aufgehoben. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass CaMep2p bei Stickstoffmangel sowohl den MAP-Kinase- als auch den cAMP-abh{\"a}ngigen Signalweg aktiviert, um filament{\"o}ses Wachstum zu induzieren. In gen{\"u}gend hohen Konzentrationen reprimierte Ammonium das filament{\"o}se Wachstum selbst wenn die Signalwege artifiziell aktiviert waren. Die bevorzugte Stickstoffquelle Ammonium ist deshalb ein Inhibitor der Morphogenese, der durch denselben Transporter in die Zelle aufgenommen wird, der bei Stickstoffmangel das filament{\"o}se Wachstum von C.albicans induziert. Obwohl ein genaues Verst{\"a}ndnis der Virulenzmechanismen von C.albicans auch neue Ans{\"a}tze zur Bek{\"a}mpfung von Infektionen durch diesen Pilz liefern kann, ist doch die Identifizierung und Charakterisierung von essentiellen Genen als potentielle Ziele f{\"u}r die Entwicklung neuer Antimykotika eine Strategie, die von der pharmazeutischen Industrie favorisiert wird. Aus diesem Grund wurden in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner drei Gene von C.albicans ausgew{\"a}hlt, die in anderen Pilzen als essentiell beschrieben wurden, und im Rahmen dieser Arbeit funktionell charakterisiert. RAP1 codiert f{\"u}r das Repressor/Aktivator Protein 1, ein Transkriptionsfaktor und Telomerbindeprotein, das in der B{\"a}ckerhefe Saccharomyces cerevisiae essentiell ist. Die Deletion des RAP1 Gens in C.albicans beeintr{\"a}chtigte jedoch nicht die Lebensf{\"a}higkeit der Mutanten, so dass RAP1 kein vielversprechendes Ziel darstellt. CBF1 (centromere binding factor 1) ist in S.cerevisiae wichtig f{\"u}r die korrekte Chromosomenverteilung w{\"a}hrend der Mitose und außerdem auch f{\"u}r die transkriptionelle Aktivierung der Methioninbiosynthesegene; in den verwandten Hefen Kluyveromyces lactis und Candida glabrata ist CBF1 sogar essentiell. C.albicans \&\#61508;cbf1 Mutanten wiesen jedoch keinen erh{\"o}hten Chromosomenverlust auf, so dass CBF1 hier offensichtlich keine Rolle bei der Chromosomensegregation spielt. Allerdings waren die Mutanten auxotroph f{\"u}r schwefelhaltige Aminos{\"a}uren und generell stark im Wachstum beeintr{\"a}chtigt, was zeigte, dass Cbf1p f{\"u}r das normale Wachstum von C.albicans wichtig ist. YIL19 ist in S.cerevisiae ein essentielles Gen und hat eine Funktion bei der Reifung der 18S rRNA. YIL19 stellte sich auch in C.albicans als essentiell heraus. Konditionale Mutanten, in denen YIL19 durch induzierbare, FLP-vermittelte Rekombination aus dem Genom deletiert wurde, waren nicht lebensf{\"a}hig und akkumulierten rRNA Vorstufen. Durch diese Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass YIL19 essentiell f{\"u}r diesen wichtigen zellul{\"a}ren Prozess und f{\"u}r die Lebensf{\"a}higkeit von C.albicans ist und sich m{\"o}glicherweise als Ziel f{\"u}r die Entwicklung antifungaler Substanzen eignet.},
  subject      = {Candida albicans},
  language  = {en}
}