@phdthesis{BergmannBorges2023,
  author    = {Bergmann Borges, Alyssa},
  title     = {The endo-lysosomal system of \(Trypanosoma\) \(brucei\): insights from a protist cell model},
  doi       = {10.25972/OPUS-32924},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-329248},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Most of the studies in cell biology primarily focus on models from the opisthokont group of eukaryotes. However, opisthokonts do not encompass the full diversity of eukaryotes. Thus, it is necessary to broaden the research focus to other organisms to gain a comprehensive understanding of basic cellular processes shared across the tree of life. In this sense, Trypanosoma brucei, a unicellular eukaryote, emerges as a viable alternative. The collaborative efforts in genome sequencing and protein tagging over the past two decades have significantly expanded our knowledge on this organism and have provided valuable tools to facilitate a more detailed analysis of this parasite. Nevertheless, numerous questions still remain. The survival of T. brucei within the mammalian host is intricately linked to the endo-lysosomal system, which plays a critical role in surface glycoprotein recycling, antibody clearance, and plasma membrane homeostasis. However, the dynamics of the duplication of the endo-lysosomal system during T. brucei proliferation and its potential relationship with plasma membrane growth remain poorly understood. Thus, as the primary objective, this thesis explores the endo-lysosomal system of T. brucei in the context of the cell cycle, providing insights on cell surface growth, endosome duplication, and clathrin recruitment. In addition, the study revisits ferritin endocytosis to provide quantitative data on the involvement of TbRab proteins (TbRab5A, TbRab7, and TbRab11) and the different endosomal subpopulations (early, late, and recycling endosomes, respectively) in the transport of this fluid-phase marker. Notably, while these subpopulations function as distinct compartments, different TbRabs can be found within the same region or structure, suggesting a potential physical connection between the endosomal subpopulations. The potential physical connection of endosomes is further explored within the context of the cell cycle and, finally, the duplication and morphological plasticity of the lysosome are also investigated. Overall, these findings provide insights into the dynamics of plasma membrane growth and the coordinated duplication of the endo-lysosomal system during T. brucei proliferation. The early duplication of endosomes suggests their potential involvement in plasma membrane growth, while the late duplication of the lysosome indicates a reduced role in this process. The recruitment of clathrin and TbRab GTPases to the site of endosome formation supports the assumption that the newly formed endosomal system is active during cell division and, consequently, indicates its potential role in plasma membrane homeostasis. Furthermore, considering the vast diversity within the Trypanosoma genus, which includes ~500 described species, the macroevolution of the group was investigated using the combined information of the 18S rRNA gene sequence and structure. The sequence-structure analysis of T. brucei and other 42 trypanosome species was conducted in the context of the diversity of Trypanosomatida, the order in which trypanosomes are placed. An additional analysis focused on Trypanosoma highlighted key aspects of the group's macroevolution. To explore these aspects further, additional trypanosome species were included, and the changes in the Trypanosoma tree topology were analyzed. The sequence-structure phylogeny confirmed the independent evolutionary history of the human pathogens T. brucei and Trypanosoma cruzi, while also providing insights into the evolution of the Aquatic clade, paraphyly of groups, and species classification into subgenera.},
  subject      = {Endocytose},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Roemer2005,
  author    = {R{\"o}mer, Michael},
  title     = {Endozytose des Ca2+-sensitiven hIK1-Kanals in migrierenden MDCK-F-Zellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15750},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Zellmigration ist ein wichtiges Ph{\"a}nomen im gesamten Leben eines menschlichen Organismus. Erw{\"u}nschte physiologische Bedeutung hat die Zellmigration z. B. im Rahmen der Embryogenese, der Wundheilung und der Immunabwehr, w{\"a}hrend sie pathophysiologisch unter anderem bei der Metastasierung maligner Neoplasien in Erscheinung tritt. F{\"u}r optimale Migration ist eine Beteiligung von Ionenkan{\"a}len, Ionentransportern und zytoskeletalen Mechanismen in streng koordinierter Interaktion notwendig. Bei selektiver Blockade Ca2+-sensitiver K+-Kan{\"a}le (IK1) durch das Skorpiongift Charybdotoxin wird die Migrationsf{\"a}higkeit von Zellen erheblich gest{\"o}rt. Da dies ein m{\"o}glicher thera-peutischer Ansatzpunkt zur Malignit{\"a}tsreduzierung von Tumoren durch Hemmung der Metastasierung sein k{\"o}nnte, galt es in dieser Arbeit, den „Lebenslauf" dieses Kanalproteins genauer zu erforschen. Bisherige Erkenntnisse {\"u}ber Migrationsmechanismen, Membran-Umbau und Integrintransport wurden in einem neuen Modell zusammengefasst, das unter anderem die Theorie des K+-Kanal-Rezirkulierens beinhaltet. Zur {\"U}berpr{\"u}fung dieser Theorie wurde in der vorliegenden Doktorarbeit auf die Endo-zytose der Ca2+-abh{\"a}ngigen K+-Kan{\"a}le als ersten Schritt bei deren Rezirkulation fokussiert. Durch die Insertion eines viralen HA-Epitops in die Gensequenz des hIK1 mit PCR-Technik konnte der Kanal durch monoklonale anti-HA-Antik{\"o}rper [Maus] markierbar und durch Zweitantik{\"o}rper [anti-Maus] detektierbar gemacht werden. Nach der Transfektion des hIK1-HA-34-Plasmids in migrierende MDCK-F-Zellen war aufgrund der extrazellul{\"a}ren Lage des HA-34-Epitops im Kanalprotein eine Markierung der Kan{\"a}le mit Antik{\"o}rpern in lebenden Zellen m{\"o}glich. Die Immunfluoreszenzmikroskopie zeigte nach 37°C-in vivo-Inkubation der Zellen mit extrazellul{\"a}rer hIK1-HA-34-Markierung die Bildung von vesikel{\"a}hnlichen Strukturen, die auf Endozytose hindeuten konnten. Untransfizierte Kontrollzellen blieben ungef{\"a}rbt - die Aufnahme der Antik{\"o}rper in die Zellen mit hIK1-HA-34 musste also spezi-fisch {\"u}ber Endozytose der Antik{\"o}rper-Kanal-Komplexe geschehen sein. In der in vivo-Inkubation bei 4°C waren die Versuchszellen nur schemenhaft zu erkennen und auch das bei den 37°C-Experimenten deutlich sichtbare „ruffling" an der Lamellipodiumspitze stellte sich nicht dar. Dies erh{\"a}rtete den Verdacht auf eine Ansammlung von Vesikeln an der Lamellipodiumvorderkante. Mit dem Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay (ELISA) konnte die K+-Kanalpr{\"a}senz in der Plasmamembran quantifiziert werden. Gegen{\"u}ber den untransfizierten Kontrollzellen waren die Peroxidase-Werte um das achtfache erh{\"o}ht. Dies weist ebenfalls auf eine spezifische Endozytose der hIK1-markierenden Antik{\"o}rper hin. Zudem zeigte sich bei der 37°C-Inkubation im Zeitverlauf {\"u}ber 60 Minuten eine S{\"a}ttigungskinetik, die ebenfalls f{\"u}r ein Rezirkulieren des hIK1 sprechen k{\"o}nnte. Zusammengefasst scheinen die Ergebnisse der verschiedenen Untersuchungstechniken die Endozytose Ca2+-empfindlicher K+-Kan{\"a}le als ersten Schritt eines vermuteten Rezirkulierens der Kanalproteine zu best{\"a}tigen.},
  language  = {de}
}