@phdthesis{Zdziarski2008,
  author    = {Zdziarski, Jaroslaw Maciej},
  title     = {Bacterial Genome Plasticity and its Role for Adaptation and Evolution of Asymptomatic Bacteriuria (ABU) Escherichia coli Strains},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-32879},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Asymptomatic bacteriuria (ABU) represents the long term bacterial colonization of the urinary tract, frequently caused by Escherichia coli (E. coli), without typical symptoms of a urinary tract infection (UTI). To investigate characteristics of ABU E. coli isolates in more detail, the geno- and phenotypes of eleven ABU isolates have been compared. Moreover, consecutive in vivo re-isolates of the model ABU strain 83972 were characterized with regard to transcriptomic, proteomic and genomic alterations upon long term in vivo persistence in the human bladder. Finally, the effect of the human host on bacterial adaptation/evolution was assessed by comparison of in vitro and in vivo-propagated strain 83972. ABU isolates represent a heterologous group of organisms. The comparative analysis of different ABU isolates elucidated the remarkable genetic and phenotypic flexibility of E. coli isolates. These isolates could be allocated to all four major E. coli phylogenetic lineages as well as to different clonal groups. Accordingly, they differed markedly in genome content, i.e., the genome size as well as the presence of typical UPEC virulence-associated genes. Multi locus sequence typing suggested that certain ABU strains evolved from UPEC variants that are able to cause symptomatic UTI by genome reduction. Consequently, the high E. coli genome plasticity does not allow a generalized view on geno- and phenotypes of individual isolates within a clone. Reductive evolution by point mutations, DNA rearrangements and deletions resulted in inactivation of genes coding for several UPEC virulence factors, thus supporting the idea that a reduced bacterial activation of host mucosal inflammation promotes the ABU lifestyle of these E. coli isolates. Gene regulation and genetic diversity are strategies which enable bacteria to live and survive under continuously changing environmental conditions. To study adaptational changes upon long term growth in the bladder, consecutive re-isolates of model ABU strain 83972 derived from a human colonisation study and from an in vitro long term cultivation experiment were analysed with regard to transcriptional changes and genome rearrangements. In this context, it could be demonstrated that E. coli, when exposed to different host backgrounds, is able to adapt its metabolic networks resulting in an individual bacterial colonisation strategy. Transcriptome and proteome analyses demonstrated distinct metabolic strategies of nutrients acquisition and energy production of tested in vivo re-isolates of strain 83972 that enabled them to colonise their host. Utilisation of D-serine, deoxy- and ribonucleosides, pentose and glucuronate interconversions were main up-regulated pathways providing in vivo re-isolates with extra energy for efficient growth in the urinary bladder. Moreover, this study explored bacterial response networks to host defence mechanisms: The class III alcohol dehydrogenase AdhC, already proven to be involved in nitric oxide detoxification in pathogens like Haemophilus influenzae, was shown for the first time to be employed in defending E. coli against the host response during asymptomatic bacteriuria. Consecutive in vivo and in vitro re-isolates of strain 83972 were also analysed regarding their genome structure. Several changes in the genome structure of consecutive re-isolates derived from the human colonisation study implied the importance of bacterial interactions with the host during bacterial microevolution. In contrast, the genome structure of re-isolates from the in vitro long term cultivation experiment, where strain 83972 has been propagated without host contact, was not affected. This suggests that exposure to the immune response promotes genome plasticity thus being a driving force for the development of the ABU lifestyle and evolution within the urinary tract.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wu2006,
  author    = {Wu, Rongxue},
  title     = {Integrins and SPARC : potential implications for cardiac remodeling},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17531},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Der enorme Umbau des Herzgewebes, wie man ihn nach Druck{\"u}berlastung des Ventrikels oder MyokardInfarkt beobachten kann, gilt als eine der kausalen Ursachen des Herzversagens. Die Ver{\"a}nderungen in der Architektur des Herzens beeinflussen die mechanischen Eigenschaften des Herzmuskels, begr{\"u}ndet sind sie jedoch in Anpassungsprozessen auf der zellul{\"a}ren Ebene vor allem in einer Modulation der Expression bestimmter Gene. Gemeinsam mit Integrinen, den Transmembran-Rezeptoren, welche die extrazellul{\"a}re Umgebung mit dem intrazellul{\"a}ren Zytoskelett verbinden, geh{\"o}ren Proteine der extrazellul{\"a}ren Matrix (ECM) und matrizellul{\"a}re Proteine zu den Schl{\"u}sselkomponenten, die den Umbauprozess im Herzen steuern. Aus diesen Gr{\"u}nden hatte diese Doktorarbeit zum Ziel, die Rolle der Integrine f{\"u}r die Regulation der Genexpression und die Leistungsf{\"a}higkeit des Herzmuskels w{\"a}hrend der durch Druck{\"u}berlastung oder myokardialen Infarkt (MI) hervorgerufenen Wundheilungsprozesse zu analysieren. Um die Beteiligung von Integrin Beta 1 zu untersuchen, wurde ein experimentelles Modell der Druck{\"u}berlastung im Mausherzen (aortic banding; Konstriktion der Aorta; AB) eingesetzt, wobei M{\"a}use mit einer konditionalen, Herz-spezifischen Deletion des Integrin Beta 1 Gens untersucht wurden. Ein besonderes Augenmerk wurde dabei auf die physiologischen Unterschiede und eine ver{\"a}nderte Genexpression im gestressten Herzen in An- oder Abwesenheit von Integrin Beta 1 gelegt. Interessanterweise wurden die M{\"a}use, welche eine Kombination aus Integrin knock-out Allel und dem Kardiomyozyten-spezifischen konditionalen knock-out Allel von Integrin Beta 1 aufwiesen im normalen Mendelschen Verh{\"a}ltnis geboren und wuchsen normal auf. Obwohl diese Tiere immer noch geringe Mengen von Integrin Beta 1 in ihrem Herzen aufwiesen (exprimiert von nicht-Myozyten), besaßen diese M{\"a}use eine ver{\"a}nderte Herzfunktion und waren sehr sensitiv gegen{\"u}ber AB. Im Gegensatz zu der kompensatorischen hypertrophischen Reaktion, die in Wildtyp M{\"a}usen zu beobachten war, zeigte sich in den Integrin Beta 1-defizienten Mausherzen kein Gewebeumbau. Auch die erh{\"o}hte Expression von verschiedenen ECM Proteinen, insbesondere die verst{\"a}rkte Expression des matrizellul{\"a}ren Proteins SPARC, unterblieb nach AB in den Integrin Beta 1-defizienten Tieren. Interessanterweise konnte auch eine transiente Erh{\"o}hung der SPARC mRNA w{\"a}hrend der Umbauprozesse im Herzen in Folge von myokardialem Infarkt (MI) mittels cDNA Makroarrays festgestellt werden. In der Tat fanden sich gr{\"o}ßere Mengen von SPARC bereits 2 Tage (~2,5-fach erh{\"o}ht), 7 Tage (~4-fach erh{\"o}ht) und 1 Monat (~2-fach erh{\"o}ht) nach MI, w{\"a}hrend ein spezifischer Inhibitor der Integrin alpha v Untereinheit diese Hochregulation von SPARC in vivo verhinderte. Immunfluoreszenz Untersuchungen von Herzgewebe verdeutlichten, dass sich die erh{\"o}hte Expression von SPARC auf das Infarktareal beschr{\"a}nkte, dass die Expression von SPARC nach einer anf{\"a}nglichen Erh{\"o}hung im Verlauf von 1 Monaten wieder auf das Anfangsniveau zur{\"u}ckging und dass die verst{\"a}rkte Expression von der Einwanderung von Fibroblasten in das isch{\"a}mische Herzgewebe begleitet war. In vitro stimulierten die Wachstumsfaktoren TGF-Beta 1 und PDGF-BB die Expression von SPARC durch Fibroblasten. Wie sich an Hand von ELISA und Western Blot Untersuchungen feststellen ließ, war die Inhibition von Integrin Beta v nicht in der Lage, die durch TGF-Beta 1 oder PDGF induzierte Sekretion von SPARC zu beeinflussen. Jedoch zeigte sich, dass Vitronektin, ein Ligand von Integrin alpha v, sowohl die Sekretion von TGF-Beta 1 als auch von PDGF-BB durch Kardiomyozyten induzierte und diese Reaktion wurde durch den Integrin alpha v Inhibitor komplett unterdr{\"u}ckt. In funktioneller Hinsicht wirkte SPARC auf die durch ECM Proteine induzierte Migration von Fibroblasten ein, so dass man davon ausgehen kann, dass die lokale Freisetzung von SPARC nach myokardialem Infarkt zur Wundheilung im Herzen beitr{\"a}gt. Zusammenfassend l{\"a}ßt die Kombination der in vivo und in vitro erhobenen experimentellen Daten den Schluss zu, dass mehrere Integrin Untereinheiten eine entscheidende Rolle w{\"a}hrend der Gewebeumbildung im Herzen spielen. Integrin-abh{\"a}ngige Genexpressionsereignisse wie beispielsweise die erh{\"o}hte Expression von SPARC nach MI sind entscheidend an der Koordination der Wundheilung beteiligt. Diese Prozesse scheinen auf einer komplexen Wechselwirkung und Kommunikation zwischen verschiedenen Zelltypen wie Kardiomyozyten und Fibroblasten zu beruhen, um lokal begrenzt eine Heilung und Vernarbung des verletzten Gewebes zu regulieren. Die Aufkl{\"a}rung des fein abgestimmten Wechselspiels zwischen Integrinen matrizellul{\"a}ren Proteinen wie SPARC und Wachstumsfaktoren wird sicherlich zu einem besseren und klinisch nutzbarem Verst{\"a}ndnis der molekularen Mechanismen des Gewebeumbaus im Herzen beitragen.},
  subject      = {Integrine},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Winkelmann2005,
  author    = {Winkelmann, Julia},
  title     = {Molekulare Charakterisierung Saposin-{\"a}hnlicher Proteine von Entamoeba histolytica SCHAUDINN},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15927},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Saposin-{\"a}hnliche Proteine (SAPLIPs) sind membraninteragierende Proteine, die sich durch die konservierte Position von drei Disulfidbr{\"u}cken, einer typischen alpha-helikalen Proteinfaltung und der F{\"a}higkeit mit Lipiden zu interagieren, auszeichnen. Ihre zellul{\"a}ren Funktionen sind {\"a}ußerst vielf{\"a}ltig. Bis zum Beginn des Genomsequenzierungsprojektes waren die Amoebapores die einzigen bekannten und charakterisierten SAPLIPs von Entamoeba histolytica, dem Erreger der humanen Am{\"o}benruhr. Aufgrund ihrer antimikrobiellen Aktivit{\"a}t stellen sie f{\"u}r diesen parasitischen Einzeller, der sich von phagozytierten Bakterien ern{\"a}hrt, wichtige Effektormolek{\"u}le dar. Sie k{\"o}nnen aber auch cytolytisch auf Wirtszellen wirken und werden deshalb als bedeutender Pathogenit{\"a}tsfaktor angesehen. Die theoretische computergest{\"u}tzte Datenbankanalyse nach Abschluss der Genomsequenzierung ergab, dass es 16 weitere Gene kodierend f{\"u}r SAPLIPs zus{\"a}tzlich zu den drei Amoebapore-Genen gibt. Die Sequenzen der neuen SAPLIPs sind abgesehen von dem Cysteinmotiv divers und auch die Gr{\"o}ße der Proteine ist sehr unterschiedlich (77 - 1009 Aminos{\"a}uren). Alle besitzen sie jedoch eine einzige, C-terminal gelegene SAPLIP Dom{\"a}ne. Außer der SAPLIP-Dom{\"a}ne konnten keine weiteren bekannten funktionellen oder strukturellen Dom{\"a}nen in den relevanten Datenbanken identifiziert werden, die auf m{\"o}gliche Funktionen h{\"a}tten hinweisen k{\"o}nnen. Alle SAPLIP-Gene werden gleichzeitig in axenisch kultivierten Trophozoiten transkribiert wie durch reverse Transkriptions-PCR gezeigt wurde. Die vergleichende transkriptionelle Analyse im Mikroarray ergab, dass nach Kontakt mit menschlichen Kolonzellen keine Hochregulierung dieser Gene mit Ausnahme des Amoebapore A Gens stattfindet. F{\"u}r die parallele Klonierung der verschiedenen SAPLIP-Dom{\"a}nen wurde ein "Expressionsscreening" in E.coli mit dem gr{\"u}n fluoreszierenden Protein als Reporterprotein etabliert, das die erfolgreiche Klonierung und Expression eines Fragments aufgrund der Fluoreszenz der Bakterienkolonie bereits auf der Ebene der Transformation anzeigt. Die rekombinant exprimierte und bis zur Homogenit{\"a}t gereinigte SAPLIP-Dom{\"a}ne von SAPLIP 12 wies Amoebapore-{\"a}hnliche Aktivit{\"a}ten auf. Unter Verwendung von Liposomen konnte porenbildende Aktivit{\"a}t nachgewiesen werden, wobei diese Aktivit{\"a}t stark an einen sauren pH-Wert gebunden ist. Die SAPLIP-Dom{\"a}ne 12 ist aber auch antibakteriell und dieses sogar mit vergleichbarer Selektivit{\"a}t wie Amoebapore A, n{\"a}mlich Zelllyse von gram-positiven B. megaterium war nachweisbar, jedoch nicht von gram-negativen E. coli. Strukturell unterscheiden sich die SAPLIP-Dom{\"a}ne 12 und Amoebapore A bez{\"u}glich der Exposition positiver Ladungsansammlungen auf der Proteinoberfl{\"a}che und des Fehlens des f{\"u}r den Mechanismus der Amoebapores essentiellen Histidinrestes an entsprechender Position in der Sequenz. Dar{\"u}ber hinaus {\"u}bt die SAPLIP-Dom{\"a}ne 12 eine im Vergleich zum Amoebapore A geringere spezifische Aktivit{\"a}t aus. Diese Eigenschaften weisen darauf hin, dass es sich um einen anderen Wirkungsmechanismus handeln k{\"o}nnte. F{\"u}r die SAPLIP-Dom{\"a}ne 12 w{\"a}re eine {\"u}ber die positiven Ladungen der Proteinoberfl{\"a}che vermittelte Interaktion mit den negativ geladenen Phospholipidk{\"o}pfen von Membranen denkbar, die bei Erreichen einer bestimmten Konzentration in einer St{\"o}rung der Lipidordnung und letztendlich in der Aufl{\"o}sung der Membranstruktur resultieren k{\"o}nnte. SAPLIP 3 {\"a}hnelt den Amoebapores in der Gr{\"o}ße und molekularen Architektur und kann somit als funktionelle Einheit angesehen werden, es unterscheidet sich aber durch eine hohe negative Nettoladung von den Amoebapores. Außerdem ist das rekombinante SAPLIP 3 nicht antibakteriell und die Membraninteraktionen dieses SAPLIPs unterscheiden sich grundlegend von denjenigen, die f{\"u}r die Amoebapores beschrieben sind. SAPLIP 3 zerst{\"o}rt nicht einfach die Liposomenstruktur wie von den porenbildenden Amoebapores bekannt, sondern es vermittelt die Fusion von multilamellaren Liposomen unter Freisetzung des Liposomeninhalts. Diese Aktivit{\"a}t ist abh{\"a}ngig von der Anwesenheit anionischer Lipide und von einem sauren pH-Wert. Die F{\"a}higkeit zur Vesikelfusion sowie die Verteilung der negativen Ladungen von SAPLIP 3 auf der Proteinoberfl{\"a}che {\"a}hneln Merkmalen des humanen Saposin C. Neben der Funktion als Cofaktor von Exohydrolasen, die im Sphingolipid Katabolismus involviert sind, wird angenommen, dass die F{\"a}higkeit von Saposin C, Vesikel zu fusionieren, wichtig f{\"u}r die Reorganisation der humanen lysosomalen Kompartimente ist. Die Saposin C-{\"a}hnlichen Charakteristika von SAPLIP 3 geben Grund zu der Annahme, dass es bereits in einem so basalen Organismus wie der Am{\"o}be ein Protein mit Saposin-{\"a}hnlichen membranfusionierenden Aktivit{\"a}ten gibt und dass dieses SAPLIP entsprechende Funktionen w{\"a}hrend endo- und exozytotischer Transportprozesse in der Am{\"o}be {\"u}bernehmen k{\"o}nnte.},
  subject      = {Entamoeba histolytica},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Westermann2014,
  author    = {Westermann, Alexander J.},
  title     = {Dual RNA-seq of pathogen and host},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-112462},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {The infection of a eukaryotic host cell by a bacterial pathogen is one of the most intimate examples of cross-kingdom interactions in biology. Infection processes are highly relevant from both a basic research as well as a clinical point of view. Sophisticated mechanisms have evolved in the pathogen to manipulate the host response and vice versa host cells have developed a wide range of anti-microbial defense strategies to combat bacterial invasion and clear infections. However, it is this diversity and complexity that makes infection research so challenging to technically address as common approaches have either been optimized for bacterial or eukaryotic organisms. Instead, methods are required that are able to deal with the often dramatic discrepancy between host and pathogen with respect to various cellular properties and processes. One class of cellular macromolecules that exemplify this host-pathogen heterogeneity is given by their transcriptomes: Bacterial transcripts differ from their eukaryotic counterparts in many aspects that involve both quantitative and qualitative traits. The entity of RNA transcripts present in a cell is of paramount interest as it reflects the cell's physiological state under the given condition. Genome-wide transcriptomic techniques such as RNA-seq have therefore been used for single-organism analyses for several years, but their applicability has been limited for infection studies. The present work describes the establishment of a novel transcriptomic approach for infection biology which we have termed "Dual RNA-seq". Using this technology, it was intended to shed light particularly on the contribution of non-protein-encoding transcripts to virulence, as these classes have mostly evaded previous infection studies due to the lack of suitable methods. The performance of Dual RNA-seq was evaluated in an in vitro infection model based on the important facultative intracellular pathogen Salmonella enterica serovar Typhimurium and different human cell lines. Dual RNA-seq was found to be capable of capturing all major bacterial and human transcript classes and proved reproducible. During the course of these experiments, a previously largely uncharacterized bacterial small non-coding RNA (sRNA), referred to as STnc440, was identified as one of the most strongly induced genes in intracellular Salmonella. Interestingly, while inhibition of STnc440 expression has been previously shown to cause a virulence defect in different animal models of Salmonellosis, the underlying molecular mechanisms have remained obscure. Here, classical genetics, transcriptomics and biochemical assays proposed a complex model of Salmonella gene expression control that is orchestrated by this sRNA. In particular, STnc440 was found to be involved in the regulation of multiple bacterial target mRNAs by direct base pair interaction with consequences for Salmonella virulence and implications for the host's immune response. These findings exemplify the scope of Dual RNA-seq for the identification and characterization of novel bacterial virulence factors during host infection.},
  subject      = {Transkriptomanalyse},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wencker2022,
  author    = {Wencker, Freya Dorothea Ruth},
  title     = {The methionine biosynthesis operon in \(Staphylococcus\) \(aureus\): Role of concerted RNA decay in transcript stability and T-box riboswitch turnover},
  doi       = {10.25972/OPUS-20712},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-207124},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Methionine is the first amino acid of every newly synthesised protein. In combination with its role as precursor for the vital methyl-group donor S-adenosylmethionine, methionine is essential for every living cell. The opportunistic human pathogen Staphylococcus aureus is capable of synthesising methionine de novo, when it becomes scarce in the environment. All genes required for the de novo biosynthesis are encoded by the metICFE-mdh operon, except for metX. Expression is controlled by a hierarchical network with a methionyl-tRNA-specific T-box riboswitch (MET-TBRS) as centrepiece, that is also referred to as met leader (RNA). T-box riboswitches (TBRS) are regulatory RNA elements located in the 5'-untranslated region (5'-UTR) of genes. The effector molecule of T-box riboswitches is uncharged cognate tRNA. The prevailing mechanism of action is premature termination of transcription of the nascent RNA in the absence of the effector (i.e. uncharged cognate tRNA) due to formation of a hairpin structure, the Terminator stem. In presence of the effector, a transient stabilisation of the alternative structure, the Antiterminator, enables transcription of the downstream genes ('read-through'). Albeit, after the read-through the thermodynamically more stable Terminator eventually forms. The Terminator and the Antiterminator are two mutually exclusive structures. Previous work of the research group showed that in staphylococci the MET-TBRS ensures strictly methionine-dependent control of met operon expression. Uncharged methionyl-tRNA that activates the system is only present in sufficient amounts under methionine-deprived conditions. In contrast to other bacterial TBRS, the staphylococcal MET-TBRS has some characteristic features regarding its length and predicted secondary structure whose relevance for the function are yet unkown. Aim of the present thesis was to experimentally determine the structure of the met leader RNA and to investigate the stability of the met operon-specific transcripts in the context of methionine biosynthesis control. Furthermore, the yet unknown function of the mdh gene within the met operon was to be determined. In the context of this thesis, the secondary structure of the met leader was determined employing in-line probing. The structural analysis revealed the presence of almost all highly conserved T-box riboswitch structural characteristics. Furthermore, three additional stems, absent in all T-box riboswitches analysed to date, could be identified. Particularly remarkable is the above average length of the Terminator stem which renders it a potential target of the double-strand-specific endoribonuclease III (RNase III). The RNase III-dependent cleavage of the met leader could be experimentally verified by the use of suitable mutants. Moreover, the exact cleavage site within the Terminator was determined. The unusual immediate separation of the met leader from the met operon mRNA via the RNase III cleavage within the Terminator stem induces the rapid degradation of the met leader RNA and, most likely, that of the 5'-region of the met mRNA. The met mRNA is degraded from its 5'-end by the exoribonuclease RNase J. The stability of the met mRNA was found to vary over the length of the transcript with an instable 5'-end (metI and metC) and a longer half-life towards the 3'-end (metE and mdh). The varying transcript stability is reflected by differences in the available cellular protein levels. The obtained data suggest that programmed mRNA degradation is another level of regulation in the complex network of staphylococcal de novo methionine biosynthesis control. In addition, the MET-TBRS was studied with regard to a future use as a drug target for novel antimicrobial agents. To this end, effects of a dysregulated methionine biosynthesis on bacterial growth and survival were investigated in met leader mutants that either caused permanent transcription of the met operon ('ON') or prevented operon transcription ('OFF'), irrespective of the methionine status in the cell. Methionine deprivation turned out to be a strong selection pressure, as 'OFF' mutants acquired adaptive mutations within the met leader to restore met operon expression that subsequently re-enabled growth. The second part of the thesis was dedicated to the characterisation of the Mdh protein that is encoded by the last gene of the met operon and whose function is unknown yet. At first, co-transcription and -expression with the met operon could be demonstrated. Next, the Mdh protein was overexpressed and purified and the crystal structure of Mdh was solved to high resolution by the Kisker research group (Rudolf-Virchow-Zentrum W{\"u}rzburg). Analysis of the structure revealed the amino acid residues crucial for catalytic activity, and zinc was identified as a co-factor of Mdh. Also, Mdh was shown to exist as a dimer. However, identification of the Mdh substrate was, in the context of this thesis, (still) unsuccessful. Nevertheless, interactions of Mdh with enzymes of the met operon could be demonstrated by employing the bacterial two-hybrid system. This fact and the high conservation of mdh/Mdh on nucleotide and amino acid level among numerous staphylococcal species suggests an important role of Mdh within the methionine metabolism that should be a worthwhile subject of future research.},
  subject      = {Staphylococcus aureus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Weinmann2008,
  author    = {Weinmann, Erik},
  title     = {Ein neues Konjugationsssystem in Legionella pneumophila Corby},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29485},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In dieser Arbeit wurde in Legionella pneumophila Corby ein bislang nicht in L. pneumophila beschriebener Bereich im Genom kloniert und sequenziert, der f{\"u}r ein putatives Konjugations- Typ IV Sekretionssystem kodiert. Alle f{\"u}r ein Typ IV Sekretionssystem notwendigen Gene sind vorhanden. Zum einen kodieren diese ein „mating pair formation" System, also Proteine f{\"u}r die Pilusgenese und energieabh{\"a}ngigen Transport von Substraten aus der Bakterienzelle. Konjugationsexperimente zeigen, dass es sich bei den „DNA transfer and replication" Genen trb/tra System um einen funktionierenden Mechanismus zur Mobilisierung von DNA handelt.},
  subject      = {Legionella},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wehrl2006,
  author    = {Wehrl, Markus},
  title     = {Bakterielle Aufnahme, Selektivit{\"a}t und interne Prozessierung bei marinen Schw{\"a}mmen (Porifera)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-21660},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Marine Schw{\"a}mme (Porifera) gelten als die evolution{\"a}r {\"a}ltesten Metazoen. Sie sind in allen Meeren verbreitet und tragen einen großen Anteil zur Invertebraten-Fauna bei. Ihrer Lebens-weise als Filtrierer entsprechend pumpen Schw{\"a}mme bis zu 23.000 l Seewasser Kg-1 Schwamm Tag-1. Das enthaltene Bakterioplankton wird mit hoher Effizienz ausgefiltert und dient als Nahrung. Gleichzeitig enthalten einige Schwammspezies eine sehr hohe Anzahl phylogenetisch diverser Bakterien extrazellul{\"a}r in der Mesohylmatrix, die bis zu 40\% der Gesamtbiomasse ausmachen. Die als Symbionten bezeichnete Bakteriengemeinschaft weist eine hochgradig spezifische phylogenetische Zusammensetzung auf, die bei unterschiedlichen Schwammspezies, jedoch nicht im Seewasser oder Sediment, gefunden wird. Im Rahmen dieser Dissertationsarbeit wurden unterschiedliche Muster der Bakterien-haltigkeit mariner Schw{\"a}mme durch Elektronenmikroskopie beschrieben. Die Gruppe der bakterienhaltigen Schw{\"a}mme wies eine hohe Anzahl von Mikroben im Mesohyl auf. Aufgrund der bakteriellen Verteilung wurde zwischen stark und intermedi{\"a}r bakterienhaltigen Spezies unterschieden. Stark bakterienhaltige Schw{\"a}mme zeigten eine gleichm{\"a}ßig dichte Verteilung der Mikroben im Mesohyl, die Bakterienkonzentrationen lagen bei 109 - 1010 Zel-len g-1 Schwamm. Intermedi{\"a}r bakterienhaltige Schw{\"a}mme enthielten lokale Anh{\"a}ufungen von Mikroben, die in allen Stellen des Tieres gefunden wurden. Die Zellzahlen lagen bei 108 - 109 Bakterien g-1 Schwamm. Die Gruppe der bakterienarmen Schw{\"a}mme wurde durch ein mikroskopisch bakterienfreies Mesohyl charakterisiert, die Bakterienkonzentrationen betrugen ~106 Zellen g-1 Schwamm und waren damit vergleichbar zu nat{\"u}rlichem Seewasser. In Korrelation zum Bakteriengehalt wurden anatomische Unterschiede des Gewebes beider Schwammgruppen beobachtet. Die bakterielle Aufnahme von Schw{\"a}mmen wurde an einzelnen Individuen in Filtra-tionsexperimenten untersucht. Es wurde die Aufnahme des „Futterbakteriums" Vibrio sp. SB177 und des schwammspezifischen Symbiontenkonsortiums gemessen. Die bakterien-haltigen Schw{\"a}mme Aplysina aerophoba und Chondrosia reniformis wiesen im Vergleich zu „Futterbakterien" eine sehr stark verminderte Aufnahme gegen{\"u}ber ihren eigenen Symbionten auf, bei A. aerophoba sank die Filtrationsrate von rn = 2,76 x 106 auf 5,47 x 104 Bakterien g-1 Schwamm h-1. Die bakterienarmen Schw{\"a}mme Dysidea avara und Tethya aurantium zeigten eine effiziente und undifferenzierte Aufnahme gegen{\"u}ber allen Mikroben. Das nur bei bak-terienhaltigen Schw{\"a}mmen gefundene Muster der stark verminderten Aufnahme von Symbi-onten ist statistisch signifikant. Untersuchungen zum Einfluss abdaubarer bakterieller Zell-wandproteine und der bakteriellen Flagelle erbrachten keine Hinweise auf eine Beteiligung dieser Faktoren am bakteriellen Filtrationsprozess der Schw{\"a}mme. Zur Untersuchung einer m{\"o}glichen Filtrationsselektivit{\"a}t gegen{\"u}ber bestimmten bak-teriellen Vertretern des Seewasser- und des Symbiontenkonsortiums wurden Filtrationsexperi-mente durchgef{\"u}hrt. Proben des Inkubationswassers wurde w{\"a}hrend des Experiments entnom-men und die phylogenetische Zusammensetzung der Konsortien mittels Denaturierender Gradienten Gel Elektrophorese (DGGE) untersucht. Die Banden wurden anhand der St{\"a}rke {\"u}ber den zeitlichen Verlauf klassifiziert. Von den anf{\"a}nglich 40 nachweisbaren Banden des Seewasserkonsortiums wurden nach 300 Minuten experimenteller Dauer eine als konstant, 18 als reduziert und 21 als verschwindend eingeordnet. F{\"u}r das Symbiontenkonsortium wurden von den initial 65 Banden nach 300 Minuten 30 Banden als konstant, 19 als reduziert und 16 als verschwindend klassifiziert. W{\"a}hrend f{\"u}r das Seewasserkonsortium eine Aufnahme fast aller bakterieller Phylotypen {\"u}berwog, unterlagen nur wenige Phylotypen des Symbionten-konsortiums einer starken Aufnahme. Durch Sequenzierung und phylogenetische Zuordnung repr{\"a}sentativer Banden wurde gezeigt, dass f{\"u}r die bakterielle Aufnahme keine Selektivit{\"a}t gegen{\"u}ber einer bestimmten phylogenetischen Abstammungslinie besteht. So wurden z. B. Phylotypen der Chloroflexi als konstant, reduziert, als auch verschwindend beurteilt. Die interne Prozessierung und der Transport aufgenommener Partikel und Bakterien im Mesohyl wurde mikroskopisch untersucht. A. aerophoba transportierte große Aggregate aufgenommener Latex Beads in speziellen Schwammzellgruppen durch das Mesohyl. Es konnte keine Abgabe der Beads in die extrazellul{\"a}re Matrix (ECM) beobachtet werden. D. avara transportierte einzelne Beads durch das Mesohyl, nach 300 Minuten wurden zahlreiche Beads in der ECM gefunden. Die bakterielle Aufnahme wurde an dem GFP-exprimierenden „Futterbakterium" Vibrio sp. MMW1 visualisiert. Die Bakterien wurden mit hoher Effizienz von A. aerophoba aufgenommen, konnten jedoch nicht in tieferen Mesohylbereichen nach-gewiesen werden, was auf eine z{\"u}gige Lyse der Zellen hindeutete. Fluoreszenzmarkierte Symbiontenzellen wurden nicht von A. aerophoba aber, in {\"U}bereinstimung mit den Filtrationsexperimenten, von dem bakterienarmen D. avara aufgenommen. Die Ergebnisse belegen, dass bakerienhaltige Schw{\"a}mme {\"u}ber einen komplexen Mechanismus der bakteriellen Aufnahme verf{\"u}gen, durch den zwischen Futterbakterien und Symbionten unterschieden wird. Schw{\"a}mme stellen deshalb ein interessantes Modellsystem zur Untersuchung von Mechanismen der generellen Phagozytose und der gleichzeitigen Tolerierung von symbiontischen Bakterienzellen im Gewebe dar.},
  subject      = {Meeresschw{\"a}mme},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wagner2004,
  author    = {Wagner, Carina},
  title     = {Dictyostelium als Wirtsmodell und Funktionsanalyse des Virulenzfaktors Mip aus Legionella pneumophila},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-12488},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Legionella pneumophila wurde erstmals 1977 beschrieben, nachdem der Erreger aus dem Lungengewebe eines Patienten isoliert wurde, der an einer schweren atypischen Pneumonie erkrankt war. Das Bakterium zeichnet sich durch ein duales Wirtssystem aus und kann sich sowohl in Protozoen als auch in humanen Zellen vermehren. Ein Ziel dieser Arbeit war es, wichtige Faktoren einer Legionelleninfektion seitens der Wirtszelle zu betrachten. Als Wirtsmodell diente die soziale Am{\"o}be Dictyostelium discoideum. Mit Hilfe eines von Patrick Farbrother (Universit{\"a}t K{\"o}ln) etablierten Dictyostelium DNA-Microarrays mit 5906 genspezifischen Sonden, wurde die Genexpression von D. discoideum in Reaktion auf eine Infektion durch L. pneumophila untersucht. Zur Kontrolle dienten uninfizierte Zellen, und Zellen, die mit L. hackeliae bzw. einer dotA-Mutante von L. pneumophila koinkubiert wurden. Diese beiden St{\"a}mme weisen eine verminderte Pathogenit{\"a}t bzw. ein deletiertes Pathogenit{\"a}tsgen auf. F{\"u}r den Zeitpunkt 24 h nach Infektionsbeginn wurden 140 Gene gefunden, die in D. discoideum in Reaktion auf eine Infektion mit L. pneumophila differentiell exprimiert werden. Einige Gene codieren bereits bekannte Proteine von D. discoideum. Dazu geh{\"o}ren das RtoA (ratioA, Fusion von Vesikeln), Discoidin I, CotB (spore coat Protein SP70) und die lysosomale \&\#945;-Mannosidase. Mit Hilfe von Homologie-Suchen konnte weiteren unbekannten Proteinen eine Funktion zugeteilt werden. Hierzu z{\"a}hlen die Chaperone ClpB (heat shock protein Hsp104), \&\#946;'-COP (coat protein) und drei calciumbindende Proteine. Nach Einteilung in funktionelle Kategorien, konnte gezeigt werden, dass viele Gene reguliert werden, deren Produkte am Aminos{\"a}ure-Metabolismus beteiligt sind oder bei denen es sich um ribosomale Proteine handelt. Des Weiteren wurde in dieser Arbeit das Nramp-Protein von D. discoideum n{\"a}her untersucht. Nramp transportiert zweiwertige Kationen {\"u}ber die phagosomale Membran. Es konnte festgestellt werden, dass die Aufnahme von L. pneumophila und M. avium in eine nramp-Mutante deutlich reduziert ist. Allerdings ist eine vermehrte Replikation von Legionellen und Mykobakterien in der Wirtsmutante zu beobachten. In Zusammenarbeit mit Salvatore Bozzaro (Turin, Italien) konnte gezeigt werden, dass w{\"a}hrend einer Infektion mit L. pneumophila die nramp-Expression sinkt und bereits nach 48 h ann{\"a}hernd keine nramp-RNA im Northern-Blot nachweisbar ist. Im Gegensatz dazu bleibt die nramp-Expression w{\"a}hrend einer Infektion mit M. avium relativ konstant. In Infektionsstudien konnte nachgewiesen werden, dass sich die Endozytobionten TUME1, UWE25 und UWC6 in D. discoideum vermehren k{\"o}nnen. Mit Hilfe von spezifischen Cy3-markierten 16S-rRNA Sonden wurde die intrazellul{\"a}re Zunahme der Bakterien {\"u}ber 48 h beobachtet. Zum Zeitpunkt 48 h nach Inokulation konnte eine erh{\"o}hte Anzahl der drei Endozytobionten in D. discoideum festgestellt werden. Anhand von elektronenmikro-skopischen Aufnahmen konnte gezeigt werden, dass die St{\"a}mme TUME1 und UWE25 im Zytoplasma des Wirtes von membran{\"o}sen Strukturen eng umschlossen sind. UWC6 konnte sowohl in Vakuolen als auch frei im Zytoplasma nachgewiesen werden. Die Lokalisierung der Endozytobionten entspricht ihrer Lokalisierung in ihren nat{\"u}rlichen Wirten. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war die Funktionsanalyse des Mip-Proteins aus L. pneumophila. Das Mip-Protein von Legionella geh{\"o}rt in die Klasse der FK506-Bindeproteine. Es besitzt Peptidyl-Prolyl cis/trans Isomeraseaktivit{\"a}t und bildet Homodimere. Mip kann an die extrazellul{\"a}re Matrix von Lungenepithelzellen binden, speziell an das Collagen IV. Mit Hilfe von Transwell-Versuchen konnte festgestellt werden, dass Mip f{\"u}r die Penetration von Legionella durch eine Barriere aus Lungenepithelzellen verantwortlich ist. Die Penetrationsf{\"a}higkeit konnte nach Hemmung der PPIase-Aktivit{\"a}t durch FK506 bzw. Rapamycin gehemmt werden. Ebenso waren Legionellen nach Hemmung der Serinproteaseaktivit{\"a}ten im Transwell-System nicht mehr in der Lage die Barriere aus Epithelzellen mit extrazellul{\"a}rer Matrix zu durchwandern. Mit Hilfe von Degradationsassays mit S35-markierter extrazellul{\"a}rer Matrix konnte gezeigt werden, dass mip-positive Legionellen extrazellul{\"a}re Matrix degradieren k{\"o}nnen. Nach Hemmung der PPIase-Aktivit{\"a}t bzw. Serinproteaseaktivit{\"a}t konnten mip-positive Legionellen extrazellul{\"a}re Matrix nicht mehr degradieren.},
  subject      = {Legionella pneumophila},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Venturini2021,
  author    = {Venturini, Elisa},
  title     = {Small proteins in \(Salmonella\): an updated annotation and a global analysis to find new regulators of virulence},
  doi       = {10.25972/OPUS-24702},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-247029},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Small proteins, often defined as shorter than 50 amino acids, have been implicated in fundamental cellular processes. Despite this, they have been largely understudied throughout all domains of life, since their size often makes their identification and characterization challenging. This work addressed the knowledge gap surrounding small proteins with a focus on the model bacterial pathogen Salmonella Typhimurium. In a first step, new small proteins were identified with a combination of computational and experimental approaches. Infection-relevant datasets were then investigated with the updated Salmonella annotation to prioritize promising candidates involved in virulence. To implement the annotation of new small proteins, predictions from the algorithm sPepFinder were merged with those derived from Ribo-seq. These were added to the Salmonella annotation and used to (re)analyse different datasets. Information regarding expression during infection (dual RNA-seq) and requirement for virulence (TraDIS) was collected for each given coding sequence. In parallel, Grad-seq data were mined to identify small proteins engaged in intermolecular interactions. The combination of dual RNA-seq and TraDIS lead to the identification of small proteins with features of virulence factors, namely high intracellular induction and a virulence phenotype upon transposon insertion. As a proof of principle of the power of this approach in highlighting high confidence candidates, two small proteins were characterized in the context of Salmonella infection. MgrB, a known regulator of the PhoPQ two-component system, was shown to be essential for the infection of epithelial cells and macrophages, possibly via its stabilizing effect on flagella or by interacting with other sensor kinases of twocomponent systems. YjiS, so far uncharacterized in Salmonella, had an opposite role in infection, with its deletion rendering Salmonella hypervirulent. The mechanism underlying this, though still obscure, likely relies on the interaction with inner-membrane proteins. Overall, this work provides a global description of Salmonella small proteins in the context of infection with a combinatorial approach that expedites the identification of interesting candidates. Different high-throughput datasets available for a broad range of organisms can be analysed in a similar manner with a focus on small proteins. This will lead to the identification of key factors in the regulation of various processes, thus for example providing targets for the treatment of bacterial infections or, in the case of commensal bacteria, for the modulation of the microbiota composition.},
  subject      = {Salmonella Typhimurium},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Varadarajulu2006,
  author    = {Varadarajulu, Jeeva},
  title     = {Integrin alpha(v) and Focal adhesion kinase - promising targets to limit smooth muscle cell migration},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17484},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Die Pr{\"a}vention einer Restenose nach PTCA ist eines der wichtigsten Ziele f{\"u}r Forscher und Kliniker. Etwa 1,5 Millionen Interventionen werden weltweit j{\"a}hrlich durchgef{\"u}hrt und mit Hilfe von Stentimplantationen k{\"o}nnen die meisten Patienten erfolgreich behandelt werden. Jedoch kommt es in bis zu 60 \% der F{\"a}lle zu einer Restenosierung des behandelten Gef{\"a}sses innerhalb von etwa 6 Monaten. F{\"u}r die Entwicklung der Neointima, Hauptursache der Restenose, sind Wanderung glatter Gef{\"a}ssmuskelzellen (GMZ) und Ablagerungen von Proteinen der extrazellul{\"a}ren Matrix (EZM) verantwortlich. Signalkaskaden, die {\"u}ber Integrin Rezeptoren vermittelt werden, spielen in der Migration von GMZ eine zentrale Rolle. Viele Integrine binden {\"u}ber eine spezifische Aminos{\"a}uresequenz, die sogenannte RGD Sequenz, die in verschiedenen EZM Proteinen und in auf Zelloberfl{\"a}chen gebundenen Immunglobulinen vorkommt. Bisher konnte von verschiedenen Integrinantagonisten, wie Antik{\"o}rpern, zyklischen Peptiden, Peptidomimetika und Nicht-Peptiden, gezeigt werden, dass die die pathologische Reaktion vermindern k{\"o}nnen, was auf die Bedeutung der Integrin vermittelten Signalkaskaden in der GMZ Migration hinweist. Wir konnten zeigen, dass die Wanderung von GMZ sowohl mit einem pharmakologischen Inhibitor, wie auch durch die endogene {\"U}berexpression eines FAK Inhibitors, der {\"u}ber ein AAV Vektorsystem {\"u}bertragen wurde, gehemmt werden konnte. So stellt die Blockade der Integrin vermittelten Signalkaskaden ein vielversprechendes Ziel f{\"u}r die Inhibition der Restenose nach PTCA dar. Im ersten Teil der Arbeit konnten wir nach Stimulation von humanen GMZ mit Vitronektin (VN) eine verst{\"a}rkte Tyrosinphosphorylierung (PTyr) verschiedener zellul{\"a}rer Proteine nachweisen. Dabei zeigte sich eine besonders signifikante Phosphorylierung eines Proteins, das mittels Immunpr{\"a}zipitation als "focal adhesion kinase" (FAK) identifiziert wurde. Die erh{\"o}hte PTyr zeigte sich auch am Tyrosinrest FAK Tyr-397, der Autophosphorylierungsstelle der Kinase. Die erh{\"o}hte PTyr von FAK war abh{\"a}ngig von der Stimulation durch VN und nicht zu beobachten, wenn die GMZ auf Poly-L-Lysin ohne spezifische Rezeptor Ligand Interaktion adh{\"a}rierten. Mit Hilfe eines Integrin \&\#61537;V Inhibitors konnte diese rezeptorvermittelte Aktivierung in einer dosisabh{\"a}ngigen Weise verhindert werden. Die Inhibition der durch VN stimulierten Migration (Haptotaxis) mit Hilfe des \&\#61537;V Inhibitors korrelierte mit der Reduktion der Aktivierung Integrin vermittelter Signalwege, im Besonderen der PTyr von FAK. Interessanterweise konnte die Blockade von Integrin \&\#61537;V nicht nur die durch VN stimulierte Haptotaxis, sondern auch die durch Wachstumsfaktoren induzierte Chemotaxis hemmen. Die Migrationsrate wurde mit Hilfe eines modifizierten Boyden-Migrationskammer Experiments ermittelt, das ein in vitro Modell zur Untersuchung von Zellwanderung darstellt. Der \&\#61537;V Inhibitor hemmte auch die Invasion der GMZ in eine Matrigel Matrix und die Sekretion der Matrixmetalloproteinase 2. Eine Apoptose wurde bei den verwendeten Konzentrationen nicht induziert. FAK stellt ein wichtiges Schl{\"u}sselprotein in vielen zellul{\"a}ren Mechanismen dar. So konnte die Beteiligung von FAK in der Regulation der Zellmigration an verschiedenen Zellarten gezeigt werden. Die {\"U}berexpression von FRNK, der C-terminalen Dom{\"a}ne von FAK, ist in der Lage die in vitro Migration von GMZ wie auch die Neointimabildung in einem Schweinemodell zur Entwicklung der Restenose zu verhindern. FAK stellt somit ein vielversprechendes Ziel f{\"u}r die Inhibition der Restenoseentwicklung nach PTCA dar. Der letzte Teil der Arbeit konzentrierte sich auf die Identifikation von Bindungspartnern der N-terminalen Dom{\"a}ne von FAK mit Hilfe eines bakteriellen „two hybrid" Systems. Es wurde als ein m{\"o}glicher Bindungspartner ein 17,9 kDa grosses Protein gefunden. Das humane Homolog ist als AGS4 bezeichnet und stellt einen GTPase Aktivator dar. Es zeigte sich, dass es in der Lage ist, mit der N-terminalen Dom{\"a}ne von FAK zu interagieren, und dass es stark in h{\"a}matopoetischen Zellen exprimiert wird. Zusammenfassend kann man sagen, dass unsere Ergebnisse FAK als ein vielversprechendes Ziel f{\"u}r die Inhibition der GMZ Migration erscheinen lassen. Das Vorliegen verschiedener induzierter Signalwege kann durch die Rolle der EZM Proteine und der Wachstumsfaktoren in der Zellmigration erkl{\"a}rt werden. Das Ziel dieser Studie war die Signalkaskaden, die zu einer GMZ Migration und somit zu einer Restenose f{\"u}hren, zu unterbrechen. Die Ergebnisse zeigen, dass \&\#61537;V Integrine und Signalkaskaden, die FAK vermittelt sind, wichtig f{\"u}r die Zellmigration sind. Die Unterbrechung dieser FAK vermittelten Signalwege, sei es durch einen pharmakologischen Inhibitor oder durch die {\"U}berexpression von FRNK f{\"u}hrte zu einer Inhibition der Migration.},
  subject      = {Restenose},
  language  = {en}
}