@phdthesis{Theiss2005,
  author    = {Theiß, Stephanie},
  title     = {Identifizierung und Charakterisierung des vakuolaren ABC-Transporters Mlt1p und der Phospholipase B Plb5p von Candida albicans},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-12905},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Die opportunistische Hefe Candida albicans ist in der Lage durch ein koordiniertes Zusammenspiel bestimmter zellul{\"a}rer Eigenschaften sich unterschiedlichen Umweltbedingungen anzupassen und unterschiedliche Nischen innerhalb des menschlichen Wirts zu kolonisieren. Die Sekretion hydrolytischer Enzyme, wie Proteinasen und Phospholipasen, stellt eine wichtige Eigenschaft des Pilzes dar, die als wesentlicher Faktor f{\"u}r die Aufrechterhaltung der Pathogenit{\"a}t von C. albicans angesehen wird. Ein Schwerpunkt der hier vorliegenden Studie ist die funktionale Charakterisierung des caPLB5-Gens, eines neuen Mitglieds der insgesamt 5 Mitglieder umfassenden Phospholipase-B-Genfamilie. Im Gegensatz zu den gut untersuchten sekretorischen PLBs caPlb1p and caPlb2p scheint das caPlb5-Protein GPI-verankert und letztlich zellwandgebunden zu sein. Mittels Northernexpressions-Studien ließen sich in verschiedenen C.-albicans-St{\"a}mmen und unterschiedlichen Wachstumsbedingungen caPLB5-spezifische Transkripte nachweisen. W{\"a}hrend des Hefe-Hyphe-Wechsels in Lee's Medium zeigte sich interessanterweise eine differentielle Regulation der Gene caPLB5, caPLB1 and caPLB2. Durch Sequenzanalyse einzelner caPLB5-Allele konnte die Anwesenheit zweier unterschiedlicher Allele in C. albicans bei verschiedenen St{\"a}mmen nachgewiesen werden. Die gezielte Geninaktivierung beider Allele in zwei verschiedenen St{\"a}mmen resultierte in einer attenuierten Virulenz, was sich im Mausmodell f{\"u}r systemische Infektion anhand des Kolonisationsgrads des Wirtsgewebes messen ließ. Die Ph{\"a}notypen sowohl der Nullmutanten als auch der caPLB5-Revertanten belegen, dass die Phospholipase B caPlb5p f{\"u}r die vollst{\"a}ndige Virulenz des Pathogens ben{\"o}tigt wird und dabei eine Rolle bei der in vivo Organbesiedlung spielt. Diese Arbeit pr{\"a}sentiert zudem die Isolierung und Charakterisierung des ATP-Binding-Cassette-(ABC)-Transporter-Gens caMLT1 aus C. albicans. CaMlt1p z{\"a}hlt zur MRP/CFTR-Unterfamilie ATP-bindender Transportproteine, eine Proteinkategorie, die in diesem Pilz bislang noch nicht beschrieben wurde. Energiebetriebene Transportproteine der ABC-Superfamilie schleusen eine Vielzahl unterschiedlicher Substrate aktiv durch biologische Membranen und erf{\"u}llen dabei wichtige Funktionen im zellul{\"a}ren Metabolismus und in der Entgiftung. Das caMlt1-Protein zeigt hohe sequenzielle und strukturelle {\"A}hnlichkeiten zu den vakuolaren Efflux-Pumpen Ycf1p und Bpt1p von S. cerevisiae. Durch genomische Markierung mit dem gr{\"u}n fluoreszierenden GFP-Protein konnte caMlt1p in der vakuolaren Membran lokalisiert werden. Northernblothybridisierungen belegten die Induzierbarkeit der Gentranskripte durch die metabolischen Gifte Cadmium und CDNB, beides Substrate der scYcf1-Pumpe. Obwohl diese Untersuchungen darauf hindeuten, dass caMlt1p ein Ortholog von scYcf1p sein k{\"o}nnte, zeigte sich bei dem Komplementationsversuch einer scycf1-negativen S.-cerevisiae-Mutante mit einer caMLT1-Genkopie keine Reversion des sensitiven Ph{\"a}notyps gegen{\"u}ber Cadmium oder CDNB. Auch wiesen die in dieser Arbeit konstruierten, camlt1-negativen Mutanten in C. albicans, die zur Identifizierung potentieller caMlt1p-Substrate eingesetzt wurden, keinen hypersensitiven Ph{\"a}notyp gegen{\"u}ber CdCl2, CDNB oder irgendeiner anderen getesteten inhibitorischen Substanz auf. CaMlt1p ist demzufolge kein funktionales Homolog von scYcf1p. Als vakuolar lokalisiertes Protein weist caMLT1 ein f{\"u}r diese Proteingruppe typisches Transkriptionsprofil auf. Die mRNA-Expression erfolgt dabei wachstumsphasenabh{\"a}ngig mit der h{\"o}chsten Geninduktion w{\"a}hrend des Diauxic-Shifts, wenn ein Mangel an Glucose (und anderen N{\"a}hrstoffen) im Medium entsteht. Eine generierte camlt1-Nullmutante war interessanterweise in einem murinen Peritonitismodell in ihrer F{\"a}higkeit die Leber zu invadieren drastisch reduziert. Durch Reintegration einer funktionalen caMLT1-Genkopie konnte der Virulenzdefekt aufgehoben werden. CaMlt1p scheint in die F{\"a}higkeit von C. albicans involviert zu sein an intestinale Organe adh{\"a}rieren und Gewebebarrieren penetrieren zu k{\"o}nnen, m{\"o}glicherweise durch Einbindung des Transporters in Stressantwort- und Detoxifikationsmechanismen. Beide Gene, caMLT1 und caPLB5, wurden auf zweierlei Weise inaktiviert: mittels einer klassischen Mutagenesemethode f{\"u}r C. albicans (dem URA3-Blaster-System im Ura--auxotrophen Stamm CAI4) und durch Entwicklung eines neuen dominanten Selektionssysstems. Die dominante Selektion basiert dabei auf der genomischen Insertion einer Einzelkopie eines mutierten caIMH3-Allels (MPAR), das Transformanten Resistenz gegen{\"u}ber Mycophenols{\"a}ure (MPA) verleiht. Dieses System erm{\"o}glicht die genetische Manipulation von C. albicans Wildtypst{\"a}mmen, wodurch die m{\"u}hselige Konstruktion auxotropher und oft avirulenter St{\"a}mme nicht mehr n{\"o}tig ist.},
  subject      = {Candida albicans},
  language  = {de}
}
@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}
}