@phdthesis{Quittnat2004, author = {Quittnat, Friederike Susanne}, title = {Cholesterinmetabolismus in Toxoplasma gondii : Klonierung und Nachweis der Funktion eines Acyl-CoA: Cholesterin Acyltransferase aehnlichen Enzyms - ein neuer Angriffspunkt fuer pharmakologische Intervention}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-13965}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2004}, abstract = {Ich praesentiere hier die Klonierung und Funktion eines ACAT-aehnlichen Enzyms von Toxoplasma gondii (T. gondii), das lebensnotwendig fuer T. gondii zu sein scheint. Medikamente, die gegen die menschliche ACAT gerichtet sind, erhoehen in geringen Konzentrationen die ACAT-Aktivitaet von T. gondii. In hoeheren Konzentrationen schraenken sie jedoch die Vitalitaet von T. gondii ein.}, language = {de} } @phdthesis{Leimbach2005, author = {Leimbach, Thomas}, title = {Konstruktion und Charakterisierung von Lebendvakzine-Kandidaten auf der Basis von siaD-Deletionsmutanten von Neisseria meningitidis Serogruppe B}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-13738}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2005}, abstract = {In der vorliegenden Dissertation wurde f{\"u}r die Entwicklung eines Lebendimpfstoffs zum Schutz vor Infektionen durch Neisseria meningitidis Serogruppe B zun{\"a}chst ein geeigneter Impfstamm aus mehreren Neisserienst{\"a}mmen der Serogruppe B, ST-32 Komplex, ausgew{\"a}hlt. In diesem sollte anschließend die Sicherheit f{\"u}r den Impfstoff-Empf{\"a}nger durch die unabh{\"a}ngige Deletion sowohl eines Virulenzgens als auch eines Gens, das die homologe Rekombination der Neisserien bedingt, garantiert werden. Als Virulenzgen wurde siaD deletiert, das f{\"u}r ein essentielles Enzym der Kapselbiosynthese kodiert (Edwards et al., 1994). Dabei wurde eine neue Transformationsmethode eingesetzt (modifiziert nach Gunn und Stein; Gunn und Stein, 1996). Die kapsellose siaD-Deletionsmutante wurde dann genotypisch und ph{\"a}notypisch anhand verschiedener Adh{\"a}renz- und Invasionsassays an humanen Epithel-, Endothel- und Dendritischen Zellen gepr{\"u}ft. Dabei fanden sich Unterschiede im Adh{\"a}renz und Invasionsverhalten im Vergleich zu einer anderen siaD-Mutante des gleichen Wildtyps. Diese Unterschiede wurden durch eine im Westernblot nachgewiesene, bei beiden siaD-Mutanten unterschiedliche Opa-Expression begr{\"u}ndet, da das Opa-Protein als Protein der {\"a}ußeren Bakterienmembran Oberfl{\"a}chenproteine von humanen Epithel- und Endothelzellen bindet und so zur Adh{\"a}renz an die Zielzellen f{\"u}hrt (Virji et al., 1993, 1995). Weiterhin sollte in der siaD-Deletionsmutante das f{\"u}r die homologe Rekombination essentielle recA-Gen deletiert werden (Koomey und Falkow, 1987; Miller und Kokjohn, 1990). Der Nachweis einer recA-Deletion gelang trotz mehrfacher Ans{\"a}tze mit der neuen Transformationsmethode nicht, da die Deletionsrate von recA wahrscheinlich unter der Sensitivit{\"a}t der hier verwendeten Analysemethoden lag.}, language = {de} } @phdthesis{Kurz2005, author = {Kurz, Sebastian Gerhard}, title = {Analyse des Transkriptoms von Neisseria meningitidis Serogruppe B mit DNA-Microarrays}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-13845}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2005}, abstract = {Die Anwendbarkeit eines Oligonukleotid-basierten Microarray-Systems zur Transkriptomanalyse von Neisserie meningitidis Serogruppe B wurde im Vergleich mit einem cDNA-basierten System demonstriert. Hierzu wurde f{\"u}r ein Subset von 60 Genen die Eigenschaften anhand von Parallelhybridisierungen sowie eines vormals etablierten Hitzeschock Modells untersucht. Aufgrund der Vergleichsdaten wurde ein Gesamtgenmom-Array auf Oligonukleotidbasis etabliert und zur Analyse der Hitzeschock-Reaktion verwendet. Schließlich wurde mit diesem Array-System ein Modell zur Untersuchung der Transkriptom{\"a}nderung nach Konfrontation mit humanem Serum realisiert. Insgesamt zeigten 284 Gene (13\% des Genoms) eine differentielle Regulation mit ebenm{\"a}ßigem Verh{\"a}ltnis von Hoch- und Herunterregulation. Die Anwendbarkeit im Hinblick auf die Suche nach potentiellen Vakzinekandidaten wurde diskutiert.}, language = {de} } @phdthesis{Getzlaff2005, author = {Getzlaff, Silke}, title = {Mechanismen der Serumresistenz von Serogruppe A Meningokokken unter besonderer Ber{\"u}cksichtigung der Kapsel und des Lipopolysaccharids}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-13636}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2005}, abstract = {Neisseria meningitidis ist Ausl{\"o}ser der Meningokokkenmeningitis und der gef{\"u}rchteten Meningokokkensepsis, die mit einer hohen Letalit{\"a}t belastet sind. Meningokokken lassen sich anhand ihrer Polysaccharidkapsel in verschiedene Serogruppen einteilen, wobei die Serogruppen A, B, C, W135 und Y mit Krankheit assoziiert sind. Krankheitsisolate aus Serum oder Liquor sind fast ausnahmslos bekapselt, w{\"a}hrend Tr{\"a}gerisolate, die aus dem Nasopharynx von ca. 10\% der gesunden Bev{\"o}lkerung isoliert werden k{\"o}nnen, h{\"a}ufig unbekapselt sind. Das Komplementsystem, das einen wichtigen Abwehrmechanismus gegen Meningokokken darstellt, ist Teil der unspezifischen angeborenen Immunabwehr und besteht aus mehreren Serumproteasen, die in einer Kaskade der Reihe nach aktiviert werden, um am Ende eine Pore (MAC) in der Membran des Pathogens zu bilden. In dieser Arbeit wurden Faktoren untersucht, die Neisseria meningitidis dazu bef{\"a}higen, im Serum zu {\"u}berleben und der Lyse durch das Komplementsystem zu entgehen. Ein Schwerpunkt lag dabei auf den Serumresistenzmechanismen von Serogruppe A Meningokokken, vergleichend wurden anschließend die Mutanten der Serogruppen B, C, W135 und Y untersucht. Um den Einfluss verschiedener Pathogenit{\"a}tsfaktoren auf die Serumresistenz zu beurteilen, wurden isogene knock-out Mutanten verwendet, die durch ELISA und Tricingel auf ihre Kapsel- und LPS Struktur {\"u}berpr{\"u}ft wurden. Die Serumresistenz der Mutanten wurde durch Bakterizidietests bestimmt; zur Detektion der Bindung von Komplementkomponenten, Immunglobulinen und regulatorischen Proteinen wurden FACS Analysen, Western Blot und ELISA benutzt. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Kapsel der Serogruppe A Meningokokken essentiell f{\"u}r das {\"U}berleben im Serum ist. Die Expression der Polysaccharidkapsel f{\"u}hrte auch bei den {\"u}brigen Serogruppen zu einer verminderten Deposition von Komplementkomponenten (C3, C4 und MAC) auf der Bakterienoberfl{\"a}che. Die verminderte Komplementdeposition war nicht durch ver{\"a}nderte Antik{\"o}rperbindung bedingt. Die bekapselten und unbekapselten Bakterien zeigten die gleichen Bindungsmuster von IgG und IgM. Auch Faktor H, ein wichtiger Regulator des Komplementsystems, ist an der Vermittlung der Serumresistenz durch die Kapsel nicht beteiligt. Die serumsensiblen unbekapselten Mutanten banden mehr Faktor H, als die entsprechenden bekapselten Meningokokken. Aus der Literatur ist bekannt, dass LPS Immunotyp und LPS Sialysierung die Serumresistenz pathogener Neisserien beeinflussen kann. F{\"u}r den Serogruppe A Stamm konnte nur dann ein {\"U}berlebensvorteil durch LPS Sialysierung gezeigt werden, wenn die unbekapselte Mutante untersucht wurde. Die Expression eines verk{\"u}rzten L8 LPS hingegen f{\"u}hrte bei diesem Stamm unabh{\"a}ngig von der Kapselexpression zu einer erh{\"o}hten Serumresistenz. Besonders auff{\"a}llig bei den entsprechenden Kontrollexperimenten mit Derivaten anderer Serogruppen war die außergew{\"o}hnliche Komplementdeposition durch den Serogruppe Y Stamm. In weiterf{\"u}hrenden Experimenten konnten wir in Kooperation mit Dr. Sanjay Ram, Boston, zeigen, dass besondere Phosphoethanolamin Substitutionen des LPS f{\"u}r dieses Ph{\"a}nomen verantwortlich waren. Die vorliegende Arbeit beleuchtet die Komplexit{\"a}t der Auseinandersetzung von Meningokokken mit dem Komplementsystem. Sie zeigt auf, dass Klon spezifische Unterschiede f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis der Serumresistenz von Bedeutung sind. Die Experimente belegen, dass bei Serogruppe A Meningokokken neben der Kapsel auch das LPS einen modulierenden Einfluss auf die Serumresistenz hat.}, language = {de} } @phdthesis{Swiderek2005, author = {Swiderek, Halina}, title = {Typing and genome comparison of Neisseria meningitidis by DNA-microarrays}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-13374}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2005}, abstract = {In the present thesis, two projects on the use of microarray technology for molecular epidemiology of Neisseria meningitidis have been followed. The first one evaluated microarrays based on polymorphism-directed oligonucleotide design for typing of N. meningitidis adopting the multilocus sequence typing (MLST) concept. The number of oligonucleotides needed to cover all known polymorphisms was much lower compared to the number needed if a tiling strategy would have been chosen. Initial experiments using oligonucleotides 28-32 nucleotides in length, revealed that the applied hybridisation protocols were highly specific. However, despite of several optimisation steps, the rate of misidentification of oligonucleotides remained >1.8\% in consecutive validation experiments using arrays representing the genetic diversity at three MLST loci. This finding led to the assumption that the high density of polymorphic sites and extensive GC-content variations at N. meningitidis MLST loci hindered the successful implementation of MLST microarrays based on polymorphism-directed oligonucleotide design. In the 1980s, the ET-15 clone emerged within the ST-11 complex of N. meningitidis. This new clone was associated with severe meningococcal disease and outbreaks world-wide. Therefore, the goal of the second project was to identify genetic differences between ET-15 strains and other ST-11 strains using whole genome microarray technology. Three genes encoding hypothetical proteins were identified to be present in all ET-15 strains but absent in other ST-11 strains. This finding together with unpublished observation from our group suggested that several genome alterations occurred before the clonal expansion of the ET-15 clone started. The role that these three genes play in the pathogenicity of the ET-15 clone is unclear. The genome comparisons revealed furthermore that studies of the ET-15 clone displayed approximately two-fold less gene content variation than ST-11 strains not belonging to the ET-15 clone. This finding is in accordance with the recent emergence and clonal expansion of the ET-15 variant.}, subject = {Neisseria meningitis}, language = {en} } @phdthesis{Huebner2004, author = {H{\"u}bner, Claudia}, title = {Analyse des Transkriptionsprofils von Neisseria meningitidis w{\"a}hrend der Infektion von Epithel- und Endothelzellen unter Verwendung der Mikroarraytechnologie}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-13535}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2004}, abstract = {Neisseria meningitidis, ein pathogenes Bakterium, das schwere F{\"a}lle von Sepsis und Meningitis verursacht, interagiert w{\"a}hrend der Infektion mit verschiedenen Oberfl{\"a}chen des Wirtes. Die schnellstm{\"o}gliche Anpassung an die spezifischen Milieubedingungen im Wirtsorganismus ist daher ein essentieller Schritt in der Pathogenese. Durch Verwendung von DNA-Mikroarrays, die auf gespotteten Oligonukleotiden basieren, wurde das Transkriptionsprofil von N. meningitidis w{\"a}hrend der Infektion von Epithel- und Endothelzellen analysiert. Zur Analyse wurde die isogene kapseldefiziente siaD-Mutante des N. meningitidis Stammes MC58 verwendet. 72 Gene konnten nach Kontakt mit Epithelzellen und 48 Gene nach Kontakt mit Endothelzellen als differential reguliert identifiziert werden. Darunter auch eine große Anzahl von Virulenzgenen. W{\"a}hrend ein Teil der detektierten Gene in beiden Systemen als differentiell reguliert galt, gab es doch eine Anzahl von ORF´s, die nur f{\"u}r ein Zellkulturmodell spezifisch reguliert waren (59 spezifische Gene f{\"u}r HEp-2 und 35 spezifische Gene f{\"u}r HBMEC). F{\"u}r einige ausgew{\"a}hlte Gene wurde die im Mikroarray detektierte Regulierung durch Quantitative RT-PCR nochmals best{\"a}tigt. Die Funktion von den als induziert identifizierten Genen rfaF, hem und NMB1843 wurde im Anschluß durch die Konstruktion von Mutanten n{\"a}her untersucht. Das rfaF-Gen, eine in der LPS Biosynthese involvierte Heptosyl-II-transferase, wurde in beiden Zellkultursystemen als differentiell reguliert identifiziert. Die Deletion des Gens f{\"u}hrte speziell f{\"u}r den bekapselten Stamm MC58 zu einer signifikanten Erh{\"o}hung der Adh{\"a}renz und Invasion nach Infektion von Epithelzellen. Untersuchungen des Infektionspotential f{\"u}r HBMEC Zellen ergaben keine signifikant ver{\"a}nderte Adh{\"a}renz und Invasion. Bei zus{\"a}tzlicher Deletion von rfaF in einem opc negativen Stamm konnte eine Abnahme der bakteriellen Aufnahme im Zellkulturmodell HBMEC beobachtet werden. Dagegen zeigten die opc, rfaF negativen Mutanten nach Kontakt mit HEp-2 Zellen keine verminderte Invasion. Weiterhin f{\"u}hrte die Deletion des rfaF-Gens zu einer verst{\"a}rkten Sensibilit{\"a}t gegen{\"u}ber humanen Serum. Diese Daten deuten daraufhin, dass die LPS-Struktur eine Rolle in der bakteriellen Zellinteraktion spielt, speziell wenn eine f{\"u}r die Adh{\"a}sion wichtige Komponente nicht mehr exprimiert wird. Der ORF NMB1843, der f{\"u}r einen Transkriptionsregulator aus der MarR-Familie kodiert, ebenso wie das H{\"a}molysin Gen konnten nur nach Kontakt mit HBMEC Zellen als differentiell reguliert identifiziert werden. In Infektionsstudien zeigten die hem-Mutanten keine ver{\"a}nderte Adh{\"a}renz und Invasion. Weiterhin war die Zytotoxizit{\"a}t der Mutanten nicht eingeschr{\"a}nkt. Ob der ORF NMB1646 daher als H{\"a}molysin fungiert bleibt zu kl{\"a}ren. Durchgef{\"u}hrte Mikroarraystudien mit den NMB1843-Mutanten, f{\"u}hrten zur Identifizierung einiger ORF´s, die m{\"o}glicherweise unter der Kontrolle dieses Regulators stehen. Dazu geh{\"o}ren die Virulenz assoziierten Gene sodC, iga und nadA sowie das f{\"u}r ein H{\"a}molysin kodierende Gen NMB1779. Die Untersuchung des Expressionsprofils mittels SDS-PAGE Analyse f{\"u}hrte zur Identifizierung einer Proteinbande bei 210 kDa, die spezifisch f{\"u}r die NMB1843 negativen St{\"a}mme ist. Dieses Protein wurde als nadA identifiziert. NadA induziert im Tiermodell bakterizide Antik{\"o}rper und gilt daher als m{\"o}glicher Impfstoffkandidat. Die in dieser Arbeit vorgelegten Daten liefern neue Einblicke in die Pathogenit{\"a}tsmechanismen von N. meningitidis und belegen die Bedeutung der transkriptionellen Genregulation in den einzelnen Stadien der Meningokokkeninfektion.}, subject = {Neisseria meningitidis}, language = {de} } @phdthesis{Weinand2005, author = {Weinand, Hanne}, title = {Herstellung eines monoklonalen Antik{\"o}rpers gegen die Endonuklease NmeDI zur Typisierung von Neisseria meningitidis}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-12878}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2005}, abstract = {Neisseria meningitidis ist eine der f{\"u}hrenden Ursachen von Morbidit{\"a}t und Mortalit{\"a}t sowohl bei Kindern als auch bei Erwachsenen. Die Typisierung ist die Grundlage f{\"u}r die epidemiologische {\"U}berwachung der Erkrankung durch Meningokokken. Die Endonuklease NmeDI ist spezifisch f{\"u}r die klonalen Linien des ST-8 und ST-11 Komplex Meninkokken, die mit Erkrankungen der Serogruppe C assoziiert sind. Deshalb wurde f{\"u}r die rasche Identifizierung von St{\"a}mmen dieser Linien ein monoklonaler Antik{\"o}rper entwickelt. Der Antik{\"o}rper erkennt spezifisch die ST-8 und ST-11 Komplex Meningokokken in Western-Blot und Dot-Blot. Er wird mitlerweile routinem{\"a}ßig im Nationalen Referenzzentrum f{\"u}r Meningokokken zur Identifizierung der Linien ohne zus{\"a}tzliche Anwendung der Multilokus Sequenz Typisierung (MLST) eingesetzt.}, subject = {Herzmuskel}, language = {de} } @phdthesis{Schild2005, author = {Schild, Stefan}, title = {Bedeutung der Lipopolysaccharidstrukturen bei pathogenen Vibrio cholerae St{\"a}mmen f{\"u}r die Ausbildung von Cholera und Abgrenzung zu Umweltisolaten}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-12989}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2005}, abstract = {Obwohl inzwischen {\"u}ber 200 verschiedene Serogruppen von V. cholerae bekannt sind, wurden Ausbr{\"u}che der Cholera haupts{\"a}chlich von St{\"a}mmen der unbekapselten Serogruppe O1 und der bekapselten Serogruppe O139 verursacht. Die Komponenten des Lipopolysaccharids (LPS) von O1 und O139, sowie die Kapsel von O139 tragen zur Kolonisierung im Gastrointestinaltrakt bei. Um die Funktion des LPS und der Kapsel als Virulenzfaktor n{\"a}her zu untersuchen, wurden Adh{\"a}sionsstudien mit definierten LPS- und/ oder Kapsel-Mutanten beider pathogener Serogruppen durchgef{\"u}hrt. Dazu wurde die Mukus-produzierende humane Darmzelllinie HT-29-Rev MTX verwendet. Im Vergleich zum jeweiligen Wildtyp (Wt) konnte f{\"u}r eine O Antigen-Mutante von O1 eine Reduktion um 85\%, f{\"u}r eine O Antigen/ Kapsel-Mutante von O139 eine Reduktion um 70\% in der Adh{\"a}sionsrate festgestellt werden. Ein Beitrag von ToxR regulierten Genprodukten ist ebenfalls m{\"o}glich. Weiterhin wurden mit WavJ und WavD zwei Genprodukte der Kernoligosaccharid -Biosynthese charakterisiert, welche bislang nur in dem wa*-Genclustertyp 1 der klinischen Isolate nachgewiesen worden sind. Es konnte gezeigt werden, dass beide Genprodukte an der Biosynthese des Kern OS beteiligt sind, wobei WavJ mit hoher Wahrscheinlichkeit die Heptosyl-IV-Transferase darstellt. Die wavDJ-Doppelmutanten beider Serogruppen wiesen eine erh{\"o}hte Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber Novobiocin auf. Dagegen konnte eine Attenuation der Mutanten im Mausmodell nur f{\"u}r die Serogruppe O139 demonstriert werden. Ein Schl{\"u}sselenzym der LPS-Biosynthese stellt die Oberfl{\"a}chenpolymer:Lipid A-Kern OS-Ligase (WaaL), kurz O Antigen-Ligase genannt, dar. In dieser Arbeit wurden die in der Prim{\"a}rstruktur stark unterschiedlichen Ligasen aus einem pathogenen (P27459) und apathogenen (V194) V. cholerae Isolat strukturell und funktionell analysiert. Es wurde gezeigt, dass die Aktivit{\"a}t beider Ligasen von der Anwesenheit eines N-Acetylglucosamins (GlcNAc) im Kernoligosaccharid abh{\"a}ngig ist. Dieser Zucker wird durch das Genprodukt WavL transferiert, welchem in dieser Arbeit die Aktivit{\"a}t einer N-Acetylglucosaminyltransferase zugeordnet werden konnte. Das Gen wavL wurde in allen zur Verf{\"u}gung stehenden V. cholerae Isolaten nachgewiesen und stellt wahrscheinlich eine generelle Voraussetzung des Kern OS f{\"u}r eine O Antigen-Anheftung dar. Im Gegensatz dazu, diskriminiert die An- bzw. Abwesenheit einer Galaktose (Gal) im Kern OS die Spezifit{\"a}t der Ligasen von V. cholerae P27459 bzw. V194. Dabei ist die Aktivit{\"a}t der Galaktosyltransferase WavM, essentiell f{\"u}r die Aktivit{\"a}t der Gal-abh{\"a}ngigen Ligase von V194. Die Gal-unabh{\"a}ngige Ligase von P27459 wird hingegen durch die Anwesenheit von Gal im Kern OS inhibiert. Hybridfusionen der beiden Ligasen deuten an, dass die Erkennungsdom{\"a}ne f{\"u}r Gal in der C-terminalen H{\"a}lfte lokalisiert ist. Erstmals wurde die Topologie einer Ligase durch PhoA- und LacZ-Fusionen analysiert. Die Suche nach konservierten Aminos{\"a}uren (AS) in verschiedenen Ligasen f{\"u}hrte zur Identifizierung der Motive R(X3)L und H(X10)G in zwei periplasmatischen Schleife. Ein Austausch des R oder des H in diesen Motiven f{\"u}hrte zum Verlust der Ligase-Aktivi{\"a}t von WaaL aus V. cholerae und S. enterica. Damit geben diese Motive einen ersten Hinweis auf das aktive Zentrum des Enzyms. Desweiteren wurde nach m{\"o}glichen O Antigen-Transportern bei V. cholerae gesucht, welche bislang noch nicht identifiziert worden waren. {\"U}ber die Anpassungen von V. cholerae an aquatische {\"O}kosysteme, insbesondere hinsichtlich der wechselnden Osmolarit{\"a}t, ist nahezu nichts bekannt. Durch ein in dieser Arbeit konstruiertes und etabliertes Transposonsystem konnten 3600 Mutanten erzeugt und auf Wachstumsdefekte unter hypertonischen Bedingungen untersucht werden. Eine dieser osmosensitiven Mutanten wies eine Insertion in dem Locus VCA0565 auf, welcher f{\"u}r eine putative Sensor-Histidinkinase kodiert. Mit dem Regulator, kodiert durch VCA0566, stellt VCA0565 das putative Zwei-Komponentensystem OsmRK dar. Transkriptomanalysen von osmR/ K-Mutanten lieferten keine Erkl{\"a}rung des Wachstumsdefekts unter hypertonischen Bedingungen, zeigten aber eine Vernetzung der durch OsmR/ K regulierten Gene mit dem ToxR-Regulon auf. Analysen der Außenmembran demonstrierten, dass eine Mutation von osmR/ K zu einer Repression von OmpU unter hohen Salzkonzentrationen f{\"u}hrt. Vergleichende Experimente mit weiteren Mutanten deuteten an, dass es in osmR/ K- und toxS-Mutanten unter erh{\"o}hten Salzkonzentrationen zur Degradation von ToxR kommt. W{\"a}hrend die Deregulation von OmpU in osmR/ K-Mutanten nur unter Salzstress zu beobachten war, f{\"u}hrte in der toxS-Mutante auch ein Membranstress durch Zugabe von Protamin zu einer Repression von OmpU. Die zu OsmR/ K nah verwandten putativen Zwei-Komponentensysteme EnvZ/ OmpR und VCA0257/ VCA0256 hatten unter keiner der getesteten Bedingungen einen Einfluss auf die Proteine der AM. Weiterhin wurde eine C-terminale Degradation von HutA unter hypertonischen Bedingungen aufgedeckt.}, subject = {Vibrio cholerae}, language = {de} } @phdthesis{Zeller2004, author = {Zeller, Daniel}, title = {Konsequenzen progressiver trunkierender Mutationen des Transkriptionsfaktors RIM101 in Candida albicans f{\"u}r Wachstum und pH-abh{\"a}ngigen Dimorphismus}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-11223}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2004}, abstract = {Candida albicans ist ein opportunistischer Hefepilz, den die meisten gesunden Menschen als harmlosen Kommensalen des Verdauungstraktes beherbergen. Bei einer Schw{\"a}chung des Immunsystemes kann es jedoch zu schweren Candida-Infektionen bis hin zur lebensbedrohlichen Pilzsepsis kommen. Neben anderen Virulenzfaktoren spielt offenbar der Polymorphismus, also die F{\"a}higkeit, sowohl in einer sprossenden Hefeform als auch in einer filament{\"o}sen Hyphenform zu wachsen, eine bedeutende Rolle in der Pathogenit{\"a}t von C._albicans. Welche Wachstumsform {\"u}berwiegt, h{\"a}ngt entscheidend von den Wachstumsbedingungen, insbesondere auch vom pH-Wert, ab. Im Zentrum des pH-abh{\"a}ngigen Transduktionsweges steht der alkalisch-exprimierte Transkriptionsfaktor RIM101, dessen inaktive Vorl{\"a}uferform unter neutralen bzw. alkalischen Wachstumsbedingungen vermutlich durch eine zweistufige proteolytische Prozessierung des C-Terminus in (mindestens) eine aktive Form {\"u}bergef{\"u}hrt wird. Diese wiederum hat mindestens zwei Funktionen: Erstens induziert sie im Rahmen der pH-abh{\"a}ngigen Genexpression unter anderem PHR1 und reprimiert PHR2, die beide f{\"u}r den Zellwandaufbau erforderliche, funktionell homologe Proteine kodieren. Zweitens steuert sie bei gleichzeitig vorliegender Temperaturerh{\"o}hung auf ca. 37°C auf noch unbekannte Weise den {\"U}bergang der Zelle in die filament{\"o}se Wachstumsform. Ziel dieser Arbeit ist es, die Folgen C-terminaler Verk{\"u}rzungen von Rim101 auf das Wachstum, die PHR1-Induktion und die Filamentierung, jeweils in Abh{\"a}ngigkeit vom extrazellul{\"a}ren pH-Wert, zu untersuchen. Daraus k{\"o}nnen neue Einsichten {\"u}ber die Bedeutung von RIM101, den Mechanismus seiner Aktivierung und seine Funktion im Geflecht der Transduktionskaskaden gewonnen werden. Hierzu wurden zun{\"a}chst 14 phr2\&\#8710;-Suppressormutanten isoliert, die trotz der phr2\&\#8710;-Nullmutation in der Lage waren, bei saurem pH-Wert zu wachsen. Es zeigte sich, dass diese St{\"a}mme im sauren Milieu nicht nur eine starke PHR1-Induktion aufwiesen, sondern dar{\"u}ber hinaus unabh{\"a}ngig vom pH-Wert des Mediums in hohen Raten zur Filamentierung f{\"a}hig waren. Die molekulargenetische Analyse beider RIM101-Allele in diesen Revertanten ergaben, dass in jedem der St{\"a}mme ein RIM101-Allel eine Nonsense-Mutation enthielt, die offensichtlich zur Synthese eines trunkierten und damit konstitutiv aktiven Rim101p f{\"u}hrte. Die spontan aufgetretenen RIM101-Suppressormutationen fanden sich bei den 14 verschiedenen analysierten Revertanten in einem umschriebenen Bereich, der auf dem das C-terminale Drittel codierenden Teil des RIM101-ORF liegt. Um die Folgen von st{\"a}rkeren, also weiter upstream lokalisierten, Rim101p-Trunkierungen zu untersuchen, wurden daraufhin C.-albicans-St{\"a}mme konstruiert, die nach Transformation eines linearisierten Plasmides jeweils ein RIM101-Allel mit einer gezielt eingef{\"u}hrten Nonsense-Mutation enthielten. Wir erhielten 19 solcher St{\"a}mme (phr2\&\#8710;) mit in 5'-Richtung progessiven RIM101-Trunkierungen in einem weiten Bereich des RIM101-ORF. Interessanterweise konnten wir bei der darauf folgenden Untersuchung der gewonnenen St{\"a}mme drei Gruppen von RIM101-Trunkierungen unterscheiden, die verschiedene Konsequenzen f{\"u}r Wachstum und Filamentierung mit sich brachten: a) Der Austausch der Codons 281, 305 und 333, die n{\"a}her am 5'-Ende im Bereich oder der N{\"a}he der Zinkfingerregion lokalisiert sind, erm{\"o}glicht kein Wachstum bei pH 4. b) Die Einf{\"u}hrung von Nonsense-Codons an die Stellen 385 und 411 f{\"u}hrt dazu, dass die entsprechenden St{\"a}mme bei pH 4 wachsen und PHR1 induzieren, aber nicht in der Lage sind, bei diesem pH-Wert zu filamentieren. c) Dagegen erlaubt der Ersatz von einem der Codons 463 bis 475 durch ein Stop-Codon Wachstum, PHR1-Induktion und filament{\"o}ses Wachstum bei pH 4. Die Region zwischen den Aminos{\"a}uren 411 und 463 muss also f{\"u}r die Initiation der Keimschlauchbildung essentiell, f{\"u}r die Induktion pH-regulierter Gene wie PHR1 aber nicht notwendig sein. Dieses Ergebnis scheint darauf hinzuweisen, dass der Funktion des Transkriptionsfaktors Rim101p in den Bereichen Zellwandaufbau/Wachstum und pH-abh{\"a}ngiger Morphogenese zwei verschiedenartige Steuermechanismen zugrunde liegen. Denkbare Modelle f{\"u}r solche Mechanismen werden in der vorliegenden Arbeit auf dem Hintergrund fr{\"u}herer Studien diskutiert. Der letzte Teil dieser Arbeit befasst sich mit der potentiellen Bedeutung von Rim101p bei der Regulation der Expression von sog. sekretorischen Aspartylproteinasen (SAPs). Mit Hilfe eines Reportersystemes sollen die Auswirkungen von RIM101-Mutationen auf drei „hyphenspezifische" Mitglieder der SAP-Genfamilie, n{\"a}mlich SAP4, SAP5 und SAP6, untersucht werden. Daraus gewonnene Informationen k{\"o}nnten die bisher vorwiegend isolierte Betrachtung des Dimorphismus und der Proteinasen im Pathogenit{\"a}tsprozess ausweiten auf ein sich erg{\"a}nzendes Zusammenspiel dieser Faktoren.}, language = {de} } @phdthesis{Niehus2004, author = {Niehus, Eike}, title = {Untersuchungen zur Regulation Motilit{\"a}ts-assoziierter Gene in Helicobacter pylori}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-11141}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2004}, abstract = {Helicobacter pylori ist ein an seine {\"o}kologische Nische hochgradig angepasstes Bakterium, das den Magen von mehr als 50\% der Weltbev{\"o}lkerung chronisch besiedelt. Bei 10 bis 20\% der Infizierten k{\"o}nnen schwerere Krankheitsverl{\"a}ufe von Magengeschw{\"u}ren bis hin zu Karzinomen auftreten. Die Chemotaxis-gesteuerte Motilit{\"a}t von H. pylori, vermittelt durch ein B{\"u}ndel von 2-8 polaren Flagellen, ist f{\"u}r die Besiedelung und persistente Infektion des Wirtes essenziell. Mehr als 40 Komponenten des Flagellen- und Chemotaxissystems konnten mit Hilfe der beiden sequenzierten H. pylori-Genome identifiziert werden, wobei die Gene einzeln oder in kleinen transkriptionellen Einheiten {\"u}ber das gesamte Genom verteilt angeordnet sind. Mit der vorliegenden Arbeit sollte die Organisation und Vernetzung der transkriptionellen Regulation der Flagellenbiogenese und m{\"o}gliche Querverbindungen zu anderen zellul{\"a}ren Funktionen in H. pylori umfassend charakterisiert werden. H. pylori verf{\"u}gt {\"u}ber zwei unterschiedliche Flagellingene, flaA und flaB, deren Transkription von den beiden alternativen Sigma-Faktoren Sigma28 und Sigma54 kontrolliert wird. Um die transkriptionelle Regulation der beiden Gene in zwei unterschiedlichen Flagellenregulons zu untersuchen, wurde die Genexpression von flaA und flaB abh{\"a}ngig von der Wachstumsphase analysiert. Mit flaA- und flaB-Promotorfusionen wurde hier erstmalig ein sensitives, Biolumineszenz-basiertes Reportersystem f{\"u}r Expressionsstudien in H. pylori etabliert und genutzt. Die Transkriptmengen der beiden Flagellingene wurden weiterhin direkt mittels Northern Blot-Hybridisierungen und RT-PCR best{\"a}tigt. Es ergab sich eine Wachstumsphasen-abh{\"a}ngige, differentielle Regulation, bei der in {\"U}bereinstimmung mit der strukturellen Anordnung der Flagelline im Filament und der Zugeh{\"o}rigkeit der Gene zu zwei Regulationsklassen, das Verh{\"a}ltnis der flaA- zur flaB-Expression im Verlauf der Wachstumskurve stark anstieg. Um genomweite Analysen durchf{\"u}hren zu k{\"o}nnen, wurde in dieser Arbeit zun{\"a}chst eine Plattform zur Untersuchung von H. pylori mit DNA-Microarrays etabliert. Hierzu wurde in Kooperation mit dem Max-Planck-Institut f{\"u}r Infektionsbiologie in Berlin ein PCR-Produkt-Microarray mit 1590 H. pylori-spezifischen Sonden produziert. Zus{\"a}tzlich wurde ein industriell gefertigter, Oligonukleotid-basierter, H. pylori-Microarray erstmalig verwendet und validiert. Mit Hilfe der Microarray- Technologie wurden verschiedene zentrale Regulatoren der H. pylori-Flagellenbiogenese zum ersten Mal auf genomweiter Ebene untersucht. Hierzu z{\"a}hlten die beiden alternativen Sigma-Faktoren FliA und RpoN, der Anti-Sigma28-Faktor FlgM, das RpoN-spezifische Zwei-Komponenten System FlgS/FlgR und die Flagellen-Basalk{\"o}rperkomponenten FlhA und FlhF. Bis auf die fliA- und flgM-Mutanten, die, in {\"U}bereinstimmung mit ihrer antagonistischen Funktion, Stummelflagellen bzw. eine leicht erh{\"o}hte Flagellenzahl aufwiesen, bewirkten die Mutationen in allen anderen untersuchten Genen einen flagellenlosen unbeweglichen Ph{\"a}notyp. Die Klassen 2 und 3 des H. pylori-Flagellenregulons konnten durch die Analysen des FliA- und des RpoNRegulons neu definiert und um zehn neue Gene erg{\"a}nzt werden. F{\"u}r FlhA und FlhF konnte eine Funktion als {\"u}bergeordnete Regulatoren der Klassen 2 und 3 des Flagellenregulons gezeigt werden. Des Weiteren wurden 24 Gene einer neuen regulatorischen Zwischenklasse zugeordnet. Diese Gene werden von mehr als einem Promotor kontrolliert und umfassen Flagellen- sowie Nicht-Flagellengene. Durch globale Untersuchungen von Doppelmutanten wurde die komplexe Einbindung des Anti-Sigma-Faktors FlgM in die FlhA- und FlhF-vermittelte transkriptionelle R{\"u}ckkopplung nachgewiesen. Basierend auf den Ergebnissen der Arbeit konnte ein neues Modell der Regulation der Flagellenbiogenese f{\"u}r H. pylori entwickelt werden. Es beinhaltet drei regulatorische Genklassen mit einer intermedi{\"a}ren Klasse, die von den drei H. pylori-Sigma-Faktoren Sigma80, Sigma54 und Sigma28 zusammen mit den assoziierten Regulatoren FlgS/FlgR und FlgM kontrolliert werden. FlgM vermittelt als Anti-Sigma28-Faktor die transkriptionelle R{\"u}ckkopplung auf die Klasse 3- und, im Zusammenspiel mit FlhA, auch auf die Klasse 2-Flagellengene. FlhF kontrolliert die Expression der Klasse 2-Flagellengene durch einen FlgM-unabh{\"a}ngigen, bislang ungekl{\"a}rten Mechanismus. Die Sigma80-abh{\"a}ngigen Klasse 1-Flagellengene werden, anders als bei vielen anderen Bakterien, mit Stoffwechselgenen koreguliert und beinhalten auch die Flagellenmotor- und Chemotaxisgene. Dies spiegelt die Anpassung von H. pylori an seine spezifische {\"o}kologische Nische wieder, mit der Notwendigkeit, w{\"a}hrend der gesamten Infektion die Motilit{\"a}t aufrecht zu erhalten.}, subject = {Helicobacter pylori}, language = {de} } @phdthesis{Oberkoetter2003, author = {Oberk{\"o}tter, Marc}, title = {Genetische Diversit{\"a}t der humanen kommensalen Bakterienart Neisseria lactamica in epidemiologisch verkn{\"u}pften Gruppen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-10142}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {Im Rahmen der von November 1999 bis M{\"a}rz 2000 durchgef{\"u}hrten bayerischen Meningokokkentr{\"a}gerstudie wurden in zahlreichen Kinderg{\"a}rten und Schulen der bayerischen Gemeinden Ansbach, Augsburg, Erlangen, Griesbach, Ingolstadt, M{\"u}nchen, Pfarrkirchen, Sonthofen und Weiden insgesamt 287 Neisseria lactamica-St{\"a}mme isoliert. 26 ausgew{\"a}hlte, aus den benachbarten St{\"a}dten Augsburg, Ingolstadt und M{\"u}nchen stammende Isolate wurden einer Multi-Lokus-Sequenztypisierung (MLST) zur Untersuchung ihrer genetischen Diversit{\"a}t unterzogen. Dabei wurden sowohl Sequenzen der 3 Stoffwechselgene argF, recA und rho, als auch Sequenzen des 16S rRNA-Gens analysiert. F{\"u}r das 16S rRNA-Gen fanden sich zehn, f{\"u}r argF f{\"u}nf, f{\"u}r recA acht und f{\"u}r rho neun differente Allele. Auf Basis der vier analysierten Gene konnten 17 verschiedene Genotypen definiert werden, von denen zw{\"o}lf nur einmal, f{\"u}nf hingegen mehrmals vorkamen. Es ist anzunehmen, dass durch Sequenzierung der vier in dieser Studie verwendeten Gene bereits eine ausreichende Diskriminierung von Neisseria lactamica erfolgte, da Versuche eine weiterf{\"u}hrende Diskriminierung durch Sequenzierung des porB-Gens zu erreichen, keine wesentlichen zus{\"a}tzlichen Informationen erbrachten. Durch visuelle Inspektion der Sequenzen konnte bei allen vier Genloci das {\"U}berwiegen von Rekombinationsereignissen gegen{\"u}ber Punktmutationen best{\"a}tigt werden, so dass f{\"u}r die Spezies Neisseria lactamica horizontaler Gentransfer anzunehmen ist. Da nur ein einziger Genotyp in zwei verschiedenen St{\"a}dten beobachtet wurde, zeigen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit, dass eine klonale Ausbreitung von Neisseria lactamica nur dann nachweisbar ist, wenn eine epidemiologische Verkn{\"u}pfung zwischen Tr{\"a}gern besteht.}, language = {de} } @phdthesis{Kraft2004, author = {Kraft, Christian}, title = {Die Rolle von Mutation und Rekombination in der Mikroevolution von Helicobacter pylori}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-9757}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2004}, abstract = {Helicobacter pylori ist ein pathogenes Bakterium, das verantwortlich gemacht wird f{\"u}r verschiedene Erkrankungen des Magens und Duodenums, wie beispielsweise chronische Gastritis, peptische Ulzera und maligne Lymphome. Das Bakterium zeichnet sich durch eine hohe Rekombinationsrate aus und besitzt ein hohes Maß an genetischer Allelvielfalt. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Rekombinationsrate und die L{\"a}nge der rekombinerten DNA-Importe anhand von sequentiellen Isolaten, die zu definierten Zeitpunkten aus dem selben Patienten isoliert wurden, untersucht. Es wurden zehn Gene, darunter sieben 'housekeeping' Gene und drei virulenzassoziierte Gene, amplifiziert und sequenziert. Die Ergebnisse zeigten eine bis dahin noch nicht f{\"u}r Bakterien beschriebene Fragmentl{\"a}nge der DNA-Importe von durchschnittlich lediglich 417 Basenpaaren. Die Rekombinationsrate war außergew{\"o}hnlich hoch. DNA-Microarray-Analysen konnten zeigen, dass es trotz dieser hohen Rekombinationsrate nur wenige Ver{\"a}nderungen in der genomischen Genausstattung gab. Jedoch hing das Auftreten von Rekombinationsereignissen direkt mit Ver{\"a}nderungen der Genausstattung zusammen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde ein neues in vitro-Transformationsmodell entwickelt, das die in vivo ermittelten Resultate nachvollziehen sollte. Das Modell konnte sowohl die in vivo gefundene Rekombinationsrate als auch den Import von kurzen DNA-Fragmenten best{\"a}tigen, die zu einem Allelmosaik zwischen DNA-Rezipient und Donor f{\"u}hrten. Auff{\"a}llig war eine stark verminderte Transformierbarkeit mit Donor-DNA aus asiatischen H. pylori-St{\"a}mmen. Um eine m{\"o}gliche Beteiligung des Nukleotid-Excisions-Reparatur (NER) Mechanismus an der Rekombination zu ermitteln, wurden zwei Gene des Mechanismus ausgeschaltet. Die Ergebnisse der NER--Mutanten (uvrA-, uvrD-) zeigten eine starke Verminderung der Transformierbarkeit. Diese Verminderung hatte jedoch keinen Einfluss auf die L{\"a}nge der rekombinierten DNA-Importe. Das Ausschalten des uvrA-Gens f{\"u}hrte zudem zu einer erh{\"o}hten Sensibilit{\"a}t gegen{\"u}ber UV-Licht. Der NER-Mechanismus ist bei H. pylori in einer noch nicht aufgekl{\"a}rten Weise an der Rekombination beteiligt. In einem Rhesusaffen-Tiermodell wurde die initiale Besiedlung mit H. pylori untersucht. Die Tiere stellen einen nat{\"u}rlichen Wirt dar und zeigen {\"a}hnliche Krankheitssymptome wie menschliche Patienten. Die Rhesusaffen wurden experimentell mit zwei klinischen H. pylori-Isolaten infiziert. Die Reisolation zu bestimmten Zeitpunkten zeigte, dass sich nur einer der beiden St{\"a}mme im Affenmagen etablieren konnte und der zweite Stamm verdr{\"a}ngt worden war. In einem zweiten Versuchsansatz wurden die persistent infizierten Affen mit vier weiteren H. pylori-St{\"a}mmen infiziert, um eine transiente Koinfektion zu simulieren. Diese St{\"a}mme verdr{\"a}ngten jedoch den bereits etablierten Stamm, und es konnte keine in vivo-Rekombination festgestellt werden. Dennoch ist dieses Modell das Erste, in dem eine persistierende experimentelle H. pylori-Infektion in Rhesusaffen {\"u}ber einen Zeitraum von mehr als vier Jahren nachgewiesen werden konnte. Die Ergebnisse liefern wichtige Hinweise auf den beim Menschen meist unentdeckten Anfang der H. pylori-Infektion. Die Untersuchungen an weiteren Spezies des Genus Helicobacter zeigten, dass die beschriebene Spezies Heelicobacter nemestrinae keine eigene Spezies darstellt, sondern der Spezies H. pylori zugeordnet werden konnte. Den damit n{\"a}chsten 'Verwandten' stellt die Spezies H. acinonychis dar, deren St{\"a}mme sich untereinander wesentlich weniger stark unterscheiden als H. pylori-St{\"a}mme. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern wichtige Daten zum Verst{\"a}ndnis der Evolution und Mikroevolution innerhalb eines Wirtes von H. pylori, die zu besseren Strategien in der Bek{\"a}mpfung dieses pathogenen Bakteriums f{\"u}hren k{\"o}nnen.}, subject = {Helicobacter pylori}, language = {de} } @phdthesis{Ye2004, author = {Ye, Fang}, title = {The role of DNA supercoiling in the coordinated regulation of gene expression in Helicobacter pylori}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-9878}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2004}, abstract = {Summary Mechanisms of global gene regulation in bacteria are not well characterized yet. Changes in global or local supercoiling of chromosomal DNA are thought to play a role in global gene silencing and gene activation. In Helicobacter pylori, a bacterium with few dedicated transcriptional regulators, the structure of some promoters indicates a dependency on DNA topology. For example, the promoter of the major flagellar subunit gene flaA ({\´o}28-dependent) has a shorter spacing of 13 nucleotides (nt) in comparison to the consensus promoter (15 nt). Supercoiling changes might be a mechanism of gene-specific and global transcriptional regulation in this bacterium. The aim of this study was to elucidate, if changes in global supercoiling have an influence on global gene regulation in H. pylori, and on the temporal regulation of the flagellar biosynthesis pathway in this organism. In the present work, global DNA supercoiling in H. pylori was visualized for the first time, by determining the supercoiling state of plasmids under different growth conditions. Using this method, we showed that cellular supercoiling was clearly growth phase-dependent in H. pylori. Coinciding with increased supercoiling during the growth phases, transcription of the flaA gene was increased, while the transcription of a second {\´o}28-dependent gene with regular promoter spacing (HP0472) was reduced, supporting the hypothesis that growth phase-dependency of promoters might be mediated by changes of DNA topology. Supercoiling in H. pylori could be influenced in a reproducible fashion by inhibition of gyrase using novobiocin, which led to DNA relaxation and to a concomitant decrease of flaA transcript levels. Promoter spacer mutagenesis of the flaA promoter was performed. With flaA promoters of increased or reduced length, transcription of flaA was reduced, less susceptible to supercoiling changes, and, under specific conditions, inverted as compared to the wild type promoter. Transcriptional interdependence between the coupled topA-flaB genes and flaA was found by analysis of the flaA promoter mutants. Chromosomally linked gyrA-flgR, and topA-flaB genes were all dependent on supercoiling and coregulated with each other. Comprehensive transcript profiling (DNA microarrays) of wildtype H. pylori with and without novobiocin treatment identified a number of genes (10\% of total genes), including flagellin, virulence and housekeeping genes, which were strongly dependent on and appeared to be synchronized by supercoiling changes (transcriptional up- or downregulation). These findings indicate a tightly coupled temporal regulation of flagellar biogenesis and metabolism in H. pylori, dependent on global supercoiling. A specific group of genes was also regulated in H. pylori by overexpression of Topoisomerase I, as detected by genome-wide analysis (DNA microarray). The DNA-bending protein HU is thought to be responsible for influencing the negative supercoiling of DNA, through its ability to wrap DNA. HU is encoded by the hup single gene in H. pylori, and constitutively expressed during the whole growth curve. An H. pylori hup mutant was constructed. H. pylori cells lacking HU protein were viable, but exhibited a severe growth defect. Our data indicate that the lack of HU dramatically changes global DNA supercoiling, indicating an important function of HU in chromosome structuring in H. pylori. Transcriptome analyses were performed and demonstrated that a total of 66 genes were differentially transcribed upon hup deletion, which include virulence genes and many other cell functions. The data indicate that HU might act as further important global regulator in H. pylori. Increased gene expression of heat shock proteins and a decreased transcription of the urease gene cluster may indicate a co-ordinated response of H. pylori to changes of environmental conditions in its specific ecological niche, mediated by HU. After the whole genomic sequences of H. pylori strains 26695 and J99 were published, two ORFs (HP0116 and HP0440) were presumptively annotated as topoisomerase I orthologs. HP0116 is the functional H. pylori topoisomerase I (TopA). HP0440 (topA2) was found in only few (5 of 43) strains. Western blot analysis indicated that TopA2 is antigenically different from TopA. TopA2 is transcribed in H. pylori, but the protein must be functionally different from TopA, since it is lacking one functionally essential zinc finger motif, and was not able to functionally complement a TopA-deficient E. coli. Like topA, topA2 was also transcribed in a growth phase-dependent manner. We did not find a function of TopA2 in DNA structuring or topology, but, in the present study, we were able for the first time to establish a unique function for TopA2 in global gene regulation, by comprehensive transcriptome analysis (DNA microarray). Transcriptome analysis showed that a total of 46 genes were differentially regulated upon topA2 deletion, which included flagellar genes and urease genes. These results suggest that TopA2 might act as a novel important regulator of both flagellar biosynthesis and urease in H. pylori.}, subject = {Helicobacter pylori}, language = {en} } @phdthesis{Guckenberger2003, author = {Guckenberger, Matthias}, title = {Analyse des Hitzeschocks bei Neisseria meningitidis mit DNA-Microarrays}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8952}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {Das Gram negative Bakterium Neisseria meningitidis ist weltweit ein bedeutender Erreger der bakteriellen Meningitis. Obwohl das ausschließlich humanpathogene Bakterium in bis zu 25\% der Europ{\"a}ischen Bev{\"o}lkerung die oberen Atemwege als harmloser Kommensale besiedelt, kommt es unter bestimmten, noch nicht ganz verstandenen Bedingungen zu einer klinisch manifesten Infektion. In dieser Arbeit wurde die neue Technologie der DNA Mikroarray Technologie f{\"u}r die Untersuchung des Transkriptoms bei Neisseria meningitidis etabliert. Untersucht wurde die Reaktion von N. meningitidis auf einen Hitzeschock, eine pl{\"o}tzliche Steigerung der Temperatur. W{\"a}hrend einer Infektion wird das Bakterium durch induziertes Fieber sehr {\"a}hnlichen Bedingungen ausgesetzt. Im Ergebnis erlaubten die RNA Expressionsanalysen nicht nur eine sichere Unterscheidung deregulierter Gene von Genen mit konstanter Expression, sondern es konnte auch das Ausmaß der Deregulation exakt bestimmt werden. Die Daten der DNA Mikroarray Experimente wurden mit der etablierten Technik der RT-PCR exakt best{\"a}tigt. Bei den Hitzeschock-Versuchen mit Neisseria meningitidis konnten zahlreiche ORFs als Hitzeschock-Gene identifiziert werden. Die Funktion dieser Gene, darunter groEL/groES und dnaJ/dnaK, war bereits bei anderen Organismen beschrieben worden, was die Qualit{\"a}t und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse unterstreicht. Es konnte gezeigt werden, dass die Intensit{\"a}t des Hitzeschocks und damit die Deregulation der Hitzeschock-Gene mit steigender Temperatur zunimmt. Eine Erkl{\"a}rung f{\"u}r dieses interessante Ergebnis w{\"a}re, dass mit Steigerung der Temperatur der Schaden im Bakterium zunimmt und dadurch auch mehr Hitzeschock Proteine zur Reparatur ben{\"o}tigt werden. Daneben wurde erstmals die transkriptionelle Beeinflussung von Genen aus dem Bereich der Transformation durch einen Hitzeschock gefunden. Diese Daten konnten durch einen ph{\"a}notypischen Nachweis der Verminderung der Transformationsaktivit{\"a}t von Meningokokken nach einem Hitzeschock best{\"a}tigt werden. Diese neue Technik wird eine der Schl{\"u}sseltechnologien f{\"u}r die Forschung in der postgenomischen {\"A}ra sein. Viele Fragen in dem noch l{\"u}ckenhaften Wissen {\"u}ber die Pathologie von Neisseria meningitidis sollen sich in Zukunft mit Hilfe der DNA Mikroarrays beantworten lassen.}, language = {de} } @phdthesis{Junginger2003, author = {Junginger, Ben}, title = {Identifizierung, Klonierung und Sequenzierung der 1,3-ß-D-Glucan-Synthetase bei der humanpathogenen Hefespezies Candida glabrata}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8912}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {Die opportunistische humanpathogene Hefe Candida glabrata ist zum zweith{\"a}ufigsten Erreger einer Candidose avanciert. Infektionen mit Candida glabrata sind schwierig zu behandeln und bergen eine hohe Sterblichkeit bei Risikopatienten in sich. Dies liegt vor allem in der geringen Sensitivit{\"a}t von C. glabrata gegen{\"u}ber den etablierten Azol-Derivaten begr{\"u}ndet. Deswegen ist man bei C. glabrata, wie auch bei anderen pathogenen Pilzen, auf der Suche nach geeigneten Zielstrukturen f{\"u}r neue Antimykotika. Dabei r{\"u}ckte die Hemmung der 1-3-ß-D-Glucan-Synthetase in den Brennpunkt wissenschaftlichen Interesses. Die 1-3-ß-D-Glucan-Synthetase ist ein pilzspezifisches Enzym, welches beim Menschen nicht vorkommt. Sie ist am Zellwandaufbau der Hefen beteiligt und wird durch die FKS Gene codiert. Die 1-3-ß-D-Glucan-Synthetase-Hemmer sind wirksam gegen{\"u}ber Pilzen, die gegen{\"u}ber anderen Antimykotika resistent sind. Dies f{\"u}hrte zur Entwicklung der Echinocandine, echinocandin {\"a}hnlicher Lipopeptide und Pneumocandine, wovon einige in klinische Versuche aufgenommen wurden. In dieser Arbeit wurde ein FKS homologes Gen von C. glabrata identifiziert, kloniert und sequenziert. Die erhaltene Gensequenz des gefundenen FKS-Homologs von Candida glabrata wurde in der GenBank des National Center for Biotechnological Information ver{\"o}ffentlicht.}, language = {de} } @phdthesis{Keith2004, author = {Keith, Caren Christine}, title = {Molekulare Untersuchungen zu Virulenzfaktoren und Klonalit{\"a}t enteroh{\"a}morrhagischer Escherichia coli der Serogruppe O103}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8827}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2004}, abstract = {Die vorliegende Untersuchung konnte die Hypothese einer klonalen Entwicklung von EHEC O103:H2 best{\"a}tigen. Die in Clustern angeordnete {\"U}bereinstimmungsrate der RAPD-Fragmentierungsmuster und der Plasmidrestriktionen zeigen diese {\"A}hnlichkeit innerhalb der Serogruppe auf, w{\"a}hrend Gemeinsamkeiten mit dem O157-Referenzstamm sich auf das Vorhandensein {\"a}hnlicher Virulenzfaktoren beschr{\"a}nken. Diese Varianz der ph{\"a}notypischen und genotypischen Eigenschaften zeigte bei der Untersuchung hinsichtlich ihrer Bedeutung f{\"u}r diagnostische, phylogenetische und epidemiologische Fragestellungen unterschiedliche Wertigkeiten. Die st{\"a}ndig fortschreitende Differenzierung der Virulenzdeterminanten kann dabei nicht nur Ans{\"a}tze zur Diagnostik sondern auch zur Therapie liefern und muss daher weiter verfolgt werden. Dennoch ist weiterhin der Nachweis des krankheitsausl{\"o}senden Shiga Toxins in der Routinediagnostik vermuteter EHEC-Erkrankungen erforderlich, mittels differenzierter Multiplex-PCR-Methoden k{\"o}nnen dabei auch Kombinationen relevanter Pathogenit{\"a}tsfaktoren in einem Arbeitsgang erfasst werden. EHEC O103 traten mehrere Jahre nach E. coli O157:H7 als HUS-Erreger in Erscheinung und haben wahrscheinlich die dazu erforderliche Kombination von Pathogenit{\"a}tsfaktoren erst sp{\"a}ter erworben. EHEC-Erkrankungen weisen eine steigende Inzidenz auf, k{\"o}nnen beim Menschen zu lebensbedrohlichen Krankheitsbildern f{\"u}hren, besitzen aber auch in der Veterin{\"a}rmedizin eine hohe Relevanz. Da bisher kausale Therapien klinisch noch nicht verf{\"u}gbar sind, muß aktuell vor allem die Pr{\"a}vention durch Infektionsprophylaxe und rasche Erkennung von Erkrankungsf{\"a}llen im Vordergrund stehen.}, language = {de} } @phdthesis{Klug2003, author = {Klug, Michael}, title = {Phasenvariation bei Legionella pneumophila: Vergleichende Proteomanalyse von virulenten und avirulenten Legionella pneumophila-St{\"a}mmen unter Anwendung der zweidimensionalen Gelelektrophorese}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7464}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {Vergleichende Proteomanalyse eines avirulenten und virulenten Stammes von Legionella pneumophila Sg1 Subgruppe OLDA unter Anwendung der zweidimensionalen Gelelektrophorese. Die St{\"a}mme unterliegen einer spontanen LPS-Phasenvariation und unterscheiden sich ph{\"a}notypisch in multiplen Eigenschaften. Es zeigten sich different exprimierte Proteine der Membranoberfl{\"a}che, der LPS-Biosynthese und des Bakterienstoffwechsels.}, language = {de} } @phdthesis{Valenza2003, author = {Valenza, Giuseppe}, title = {Kulturunabh{\"a}ngige Analyse der subgingivalen bakteriellen Flora bei Hypophosphatasiepatienten}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7094}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {Kurzfassung in deutsch Ziel dieser Studie war die Analyse der bakteriellen Diversit{\"a}t der subgingivalen Plaque bei einem Hypophosphatasiepatientenkollektiv durch Anwendung der 16S rRNA Technologie. Das Kollektiv bestand aus sieben m{\"a}nnlichen Patienten mit einer infantil-juvenilen Hypophosphatasie. Es sollten mikrobiologische Evidenzen f{\"u}r oder gegen die Hypothese einer fr{\"u}hen Parodontitis bei Hypophosphatasiepatienten gewonnen werden. Subgingivale Plaqueproben wurden von jedem Patienten entnommen. Anschließend folgte die DNA Extraktion aus den Plaqueproben und die Amplifikation der 16S rRNA Gene mittels zweier verschiedener universeller Primer-Paare: 27f/519r; 515f/1525r. Die PCR-Produkte wurden kloniert und sequenziert. Dann folgte ein Vergleich der Sequenzen mit der Genbank Database durch den BLAST-Server des National Center for Biotechnology Information (NBCI, Bethesda, MD, USA). Insgesamt wurden zwei verschiedene 16S rRNA Genbanken erstellt und 101 Klone pro Genbank identifiziert. Mit der 27f/519r PCR wurden 15 bakterielle Familien, mit der 515f/1525r PCR 10 bakterielle Familien identifiziert. 66 Phylotypen wurden in der 27f/519r Genbank identifiziert, 41 in der 515f/1525r Genbank. Der Coverage war 50\% in der 27f/519r Genbank und 73\% in der zweiten Genbank. In allgemeinen zeigte sich ein hoher Anzahl der Keime der physiologischen Plaqueflora (Streptococcus sp. und Actinomyces sp.), dagegen kamen putative Parodontalpathogene wie Porphyromonas gingivalis, Filifactor alocis, Tannerella forsythensis, Campylobacter rectus niemals vor. Die Analyse der bakteriellen Diversit{\"a}t der subgingivalen Plaque erbrachte eine deutlich andere Zusammensetzung im Vergleich zu Padodontitispatienten. Es zeigte sich somit keine mikrobiologische Evidenz f{\"u}r eine Parodontitis bei dem Hypophosphatasiepatientenkollektiv.}, language = {de} } @phdthesis{Stoevesandt2002, author = {Stoevesandt, Johanna}, title = {Identifizierung und Charakterisierung von Plasmiden verschiedener klonaler Gruppierungen in Neisseria meningitidis}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7016}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2002}, abstract = {128 Meningokokkenst{\"a}mme unterschiedlicher klonaler Linien und Serogruppen aus verschiedenen L{\"a}ndern wurden im Rahmen eines Screenings auf die Pr{\"a}senz von Plasmiden untersucht. Aus 66\% der St{\"a}mme konnten Plasmide isoliert werden. Diese waren innerhalb der verschiedenen klonalen Linien spezifisch verteilt. Das 1,986 kb große Plasmid pJS-A (EMBL Accession Number AJ238491) fand sich ausschließlich in Serogruppe A St{\"a}mmen der Subgruppe VI. Das 7,245 kb große Plasmid pJS-B (EMBL Accession Number AJ277475) wurde in 91\% der untersuchten ET-37 St{\"a}mme und in 67\% der nahe verwandten Cluster A4 St{\"a}mme gefunden. Es ist ein hochspezifischer Marker f{\"u}r diese klonalen Linien. Aus Vertretern des ET-5 Komplexes konnten keine Plasmide isoliert werden. Die Plasmide pJS-A und pJS-B wurden vollst{\"a}ndig sequenziert. Beide zeichnen sich durch einen f{\"u}r Meningokokken untypisch hohen AT-Gehalt aus (pJS-A: 55,4\%, pJS-B: 57,9\%). Auf pJS-A befinden sich zwei, auf pJS-B acht offene Leseraster. Der Vergleich der abgeleiteten Aminos{\"a}uresequenzen ergab f{\"u}r beide Plasmide keine signifikanten Homologien zu Datenbankeintr{\"a}gen. F{\"u}r pJS-B wurde an Position 20 bis 307 eine 93\%ige Identit{\"a}t mit einer f{\"u}r das Genom des Gonokokkenstammes MS11-A beschriebenen Region festgestellt, welche die beiden Inverted Repeats IR1 und IR2 enth{\"a}lt und dem Gen pivNG benachbart ist, das f{\"u}r eine Rekombinase kodiert. Bei der Repeat-Region des Gonokokkenstammes MS11-A handelt es sich nach Carrick et al. m{\"o}glicherweise um eine Rekombinationsstelle. Es konnte gezeigt werden, dass pJS-B {\"u}ber seine homologe Repeat-Region chromosomal integriert. Ob es jedoch als wirkliches Plasmid eigenst{\"a}ndig replizieren kann, bleibt zweifelhaft. pJS-A und pJS-B stellen Beispiele f{\"u}r die spezifische und stabile Verteilung von DNA-Elementen in einer Bakterienpopulation dar, die sich grunds{\"a}tzlich durch genetische Vielfalt und regen Austausch von DNA auszeichnet. pJS-B ist eines von vielen DNA-Elementen, die f{\"u}r den ET-37 Komplex und den Cluster A4 spezifisch sind. Dies unterst{\"u}tzt das Konzept der genetischen Isolierung dieser hypervirulenten Linien.}, language = {de} } @phdthesis{Kaasch2002, author = {Kaasch, Achim J.}, title = {Charakterisierung und Lokalisation der Toxoplasma gondii Katalase: Peroxisomen in Apicomplexa?}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-6493}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2002}, abstract = {Toxoplasma gondii ist ein obligat intrazellul{\"a}rer, einzelliger Parasit aus dem Phylum der Apicomplexa. Infektionen des Menschen mit T. gondii verlaufen meist subklinisch. Nach einer Infektion persistiert der Erreger f{\"u}r viele Jahre in Hirn- und Muskelgewebe. Durch Reaktivierung des Erregers, z. B. durch eine Immunschw{\"a}chekrankheit oder unter Immunsuppression, kann eine Enzephalitis mit septischer Streuung entstehen. Eine diaplazentare Infektion f{\"u}hrt zur Fetopathia toxoplasmotica mit Fr{\"u}h- und Totgeburten oder zu der typischen enzephalitischen Trias aus Chorioretinitis, Hydrozephalus und zerebralen Verkalkungen. Ein Mechanismus, der es T. gondii erm{\"o}glicht im Wirtsorganismus zu {\"u}berleben, ist die ungew{\"o}hnlich hohe Widerstandsf{\"a}higkeit gegen{\"u}ber freien Radikalen. Die wichtigste Quelle f{\"u}r freie Radikale bei der Abwehrreaktion des Wirtsorganismus ist Wasserstoffperoxid (H2O2 ). Es wird beim sogenannten „respiratory burst" von Makrophagen freigesetzt, diffundiert dann durch biologische Membranen und sch{\"a}digt DNA, Lipide und Proteine durch Zerfall in Sauerstoffradikale. Außerdem entsteht (H2O2 ) auch bei normalen Stoffwechselvorg{\"a}ngen in den Persoxisomen der Zelle. Das Enzym Katalase (EC 1.11.1.6) wandelt zweiWasserstoffperoxidmolek{\"u}le in Wasser und Sauerstoff um und eliminiert somit toxisches Wasserstoffperoxid. Katalase liegt zumeist in spezialisierten Zellorganellen, den Peroxisomen oder Microbodies, vor. Dort dient es zum Abbau von bei metabolischen Prozessen entstehendem Wasserstoffperoxid. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Katalase von Toxoplasma gondii kloniert und charakterisiert. Die Klonierung von T. gondii Katalase cDNA ergab ein Protein mit 502 Aminos{\"a}uren und einem errechneten Gewicht von 57.2 kDa mit starker Homologie zu anderen eukaryontischen Katalasen. Ein polyklonales Antiserum gegen ein GST-Fusionsprotein zeigte imWestern-blot eine Bande bei ungef{\"a}hr 63 kDa. Die Immunfluoreszenz zeigte ein vesikul{\"a}res Kompartiment im vorderen Ende des Parasiten. Dieses kann von anderen Zellorganellen (Mikronemen, Rhoptrien, Granula densa und dem Apikoplast) durch doppelte Immunfluoreszenzmarkierung unterschieden werden. Zytochemisch k{\"o}nnen Katalasen durch die DAB-Pr{\"a}zipitationstechnik nachgewiesen werden. Hier zeigten sich vesikul{\"a}re Strukturen vor dem Nukleus in der Lichtmikroskopie und runde, spezifische Pr{\"a}zipitate mit einem Durchmesser von 100 bis 300nm in der Elektronenmikroskopie. Am C-terminus der T. gondii Katalase findet sich ein „peroxisomales Targeting Signal" (PTS1) in den letzten 3 Aminos{\"a}uren (-AKM). Die Expression der vollst{\"a}ndigen Katalase in CHO-Zellen resultiert in einer peroxisomalen Lokalisation, w{\"a}hrend ein Konstrukt ohne die letzten 3 Aminos{\"a}uren im Zytosol verbleibt. Wird das PTS1 mit einem Reporterprotein (Chloramphenicol-Acetyltransferase) fusioniert, wechselt dessen Lokalisation vom Zytosol zu den Peroxisomen. Damit wurde gezeigt, daß das PTS1 der T. gondii Katalase in einem heterologen System sowohl im Kontext der Katalase als auch eines Reporterproteins den Import in Peroxisomen vermitteln kann. Diese Ergebnisse sind die ersten Hinweise auf Peroxisomen in einem Parasiten der Apikomplexa. Zugleich ist T. gondii, evolutionsbiologisch gesehen, der bisher niedrigste Eukaryont in dem bisher Peroxisomen nachgewiesen wurden.}, language = {de} }