@phdthesis{Sterzenbach2006,
  author    = {Sterzenbach, Torsten},
  title     = {Untersuchungen zur Pathogenit{\"a}t von Helicobacter hepaticus : genomische und funktionelle Aspekte},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20318},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Helicobacter hepaticus stellt den Prototyp der enterohepatischen Helicobacter dar und f{\"u}hrt zu einer persistenten Infektion von M{\"a}usen. In immundefizienten Tieren kann er eine chronische Entz{\"u}ndung des Darmtraktes ausl{\"o}sen, welche den chronisch entz{\"u}ndlichen Darmerkrankungen des Menschen, Morbus Crohn und Colitis Ulcerosa, {\"a}hnelt. Deshalb wird H. hepaticus bevorzugt als Modellorganismus zur Untersuchung der immunologischen Ursachen von chronisch entz{\"u}ndlichen Darmerkrankungen im Tiermodell eingesetzt. Ebenfalls kann eine Infektion mit H. hepaticus in suszeptiblen M{\"a}usest{\"a}mmen (z.B. Balb/c, C3H/An) zu Entz{\"u}ndungen der Leber und Galleng{\"a}nge f{\"u}hren, welche sich bis zu einer Hepatitis und Leberkarzinomen ausweiten k{\"o}nnen. In den meisten Studien wurde H. hepaticus bisher aber haupts{\"a}chlich als Ausl{\"o}ser dieser Erkrankungen eingesetzt, w{\"a}hrend die bakterielle Seite kaum betrachtet wurde. Im Rahmen dieser Arbeit wurde in einer Kooperation mit MWG Biotech, GeneData und dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) die Gesamtgenomsequenz des H. hepaticus Referenzstammes ATCC 51449 bestimmt und annotiert. Das Genom hat eine Gr{\"o}ße von 1.799.146 bp und kodiert f{\"u}r 1.875 Proteine. Die globale {\"A}hnlichkeit des Genoms von H. hepaticus ist etwa gleich groß zu den sequenzierten Genomen von H. pylori und C. jejuni. Es fehlen H. hepaticus aber die meisten Virulenzfaktoren von H. pylori wie Adh{\"a}sine (SabA, BabA, AlpA), VacA und die meisten Proteine der cag-Pathogenit{\"a}tsinsel, w{\"a}hrend Homologe zu Pathogenit{\"a}tsfaktoren von C. jejuni wie CDT und Peb1 vorhanden sind. Das Genom von H. hepaticus enth{\"a}lt neben vielen kleineren genomischen Inseln eine Genominsel mit einer Gr{\"o}ße von 71 kb, welche als HHGI1 benannt wurde. Sie kodiert mutmaßlich f{\"u}r ein TypIV-Sekretionssystem und enth{\"a}lt weitere Virulenzfaktoren. In Microarray- basierten Gesamtgenomvergleichen konnte gezeigt werden, dass die Insel in sieben von 13 untersuchten St{\"a}mmen großteils oder komplett fehlt. W{\"a}hrend M{\"a}use, aus denen HHGI1-positive St{\"a}mme isoliert wurden, pathologische Ver{\"a}nderungen der Leber aufwiesen, wies keine von den M{\"a}usen, aus denen HHGI1-negative St{\"a}mme isoliert wurden, Auff{\"a}lligkeiten in der Leber oder dem Gallentrakt auf. In einem Tiermodell wurde in Kooperation mit dem MIT gezeigt, dass zwei Insel-negative St{\"a}mme zu einer geringeren Besiedlung und einer schw{\"a}cheren Entz{\"u}ndung der Leber als der Insel-positive Referenzstamm ATCC 51449 f{\"u}hren. Durch die Genomvergleiche konnte auch gezeigt werden, dass verschiedene H. hepaticus-St{\"a}mme trotz einer niedrigen Sequenzvariabilit{\"a}t eine hohe Variation des Genomgehalts aufweisen und dass neben der HHGI1-Insel weitere kleinere Inseln in einzelnen St{\"a}mmen fehlen. Es wurden in der vorliegenden Arbeit erstmals verschiedene isogene Mutanten von H. hepaticus in der HHGI-1-Insel hergestellt, die in vitro eine verringerte Immunstimulation in Makrophagen zeigten. Der Mechanismus dieser Immunsuppression konnte noch nicht vollst{\"a}ndig aufgekl{\"a}rt werden, sie werden jedoch derzeit in Mausmodellen weiter auf ihre krankheitsausl{\"o}senden Eigenschaften untersucht. Da bisher keine gut charakterisierten Zellkulturmodelle f{\"u}r die in vitro-Untersuchung von H. hepaticus vorlagen, wurden solche im Rahmen dieser Arbeit etabliert. Dazu wurden die intestinale murine epitheliale Zelllinie m-ICcl2, welche das prim{\"a}re Habitat von H. hepaticus (Krypten im D{\"u}nndarm) imitiert, die murine Hepatozytenzelllinie NCTC Klon 1469, welche ein m{\"o}gliches sekund{\"a}res Habitat (Lebercanaliculi) imitiert und die murine Makrophagenzelllinie J774 benutzt. W{\"a}hrend J774 und NCTC Klon 1469 durch die meisten Liganden f{\"u}r Mustererkennungsrezeptoren stimuliert werden konnten, reagierten m-ICcl2- Zellen substantiell nur auf den TLR4-Liganden E. coli-LPS. Dementsprechend induzierte H. hepaticus in J774 und NCTC Klon 1469 eine starke proinflammatorische Antwort, w{\"a}hrend m-ICcl2 trotz guter Adh{\"a}renz nur schwach von H. hepaticus stimuliert wurde. Es wurde gezeigt, dass LPS und Flagelline von H. hepaticus nur eine geringe immunstimulatorische Wirkung besitzen, w{\"a}hrend Lipoproteine und vermutlich auch Peptidoglykan die wichtigsten PAMPs von H. hepaticus darstellen. Durch die Analyse der durch H. hepaticus ausgel{\"o}sten globalen Genregulation in J774 und NCTC Klon 1469 wurde nachgewiesen, dass H. hepaticus nicht prim{\"a}r {\"u}ber NF-\&\#954;B, sondern {\"u}ber MAP-Kinasen eine proinflammatorische Antwort ausl{\"o}st. Außerdem wurde gezeigt, dass H. hepaticus untypisch f{\"u}r extrazellul{\"a}re Bakterien eher eine Wirtsantwort ausl{\"o}st, welche der durch intrazellul{\"a}re Bakterien {\"a}hnelt. In diesen Modellen f{\"u}hrten HHGI1-negative St{\"a}mme oder Mutanten der HHGI1-Insel zu einer leicht verringerten proinflammatorischen Antwort. Dies spiegelte sich auch in der transkriptionellen Regulation von Schl{\"u}sselfaktoren der angeborenen Immunantwort wie TLR2, IL-12, NOD2 oder Tollip wieder. In m-ICcl2-Zellen f{\"u}hrte eine Koinkubation mit lebenden H. hepaticus oder Lysaten zu einer verringerten durch E. coli-LPS ausgel{\"o}sten Induktion von MIP-2. Darauf basierend wurde gezeigt, dass LPS von H. hepaticus einen wesentlichen Faktor f{\"u}r diese Inhibierung der proinflammatorischen Antwort darstellt, nicht jedoch die HHGI-1-Insel oder andere vermutete Virulenzfaktoren. Zumindest auf mRNA-Ebene wurde durch H. hepaticus auch die Induktion anderer Cytokine wie TNF-\&\#945; oder MIP-1\&\#945; gehemmt. Eine prim{\"a}re Koinkubation von m-ICcl2 mit E. coli-LPS f{\"u}hrte zu einer Toleranzinduktion gegen{\"u}ber einer zweiten Stimulation. Diese Toleranzinduktion wurde durch eine Inkubation mit H. hepaticus ebenfalls gehemmt. Die Hemmung der proinflammatorischen Antwort durch H. hepaticus-LPS konnte auch in NCTC Klon 1469 und unter serumfreien Bedingungen f{\"u}r die durch S. typhimurium- Flagellin induzierte IL-8 Sekretion in der humanen Kolonkarzinomzelllinie Caco2 nachgewiesen werden. Damit war diese Hemmung weder zellspezifisch noch spezifisch f{\"u}r die TLR4-abh{\"a}ngige Stimulation. Basierend auf dieser Arbeit wurde ein Modell f{\"u}r die Entstehung einer chronischen Entz{\"u}ndung im Intestinaltrakt entwickelt, welches Erkl{\"a}rungsans{\"a}tze f{\"u}r die Entwicklung einer chronisch entz{\"u}ndlichen Darmerkrankung im Menschen liefern k{\"o}nnte.},
  subject      = {Helicobacter hepaticus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Rost2006,
  author    = {Rost, Simone Esther},
  title     = {Molekulare Ursachen Vitamin K-abh{\"a}ngiger Gerinnungsst{\"o}rungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17589},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Vitamin K ist ein essentieller Cofaktor f{\"u}r die posttranslationale Gamma-Carboxylierung von sog. Vitamin K-abh{\"a}ngigen Gerinnungsfaktoren, Knochenproteinen, Zellwachstum-regulierenden und weiteren Proteinen mit noch unbekannter Funktion. Defekte im Vitamin K-Stoffwechsel f{\"u}hren einerseits zu zwei verschiedenen Formen des famili{\"a}ren Mangels aller Vitamin K-abh{\"a}ngigen Gerinnungsfaktoren (VKCFD1 und 2) und andererseits zur Resistenz oder Hypersensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber Cumarinderivaten, wie Warfarin, die als Vitamin K-Antagonisten zur Antikoagulationstherapie bei thromboembolischen Erkrankungen, aber auch zur Bek{\"a}mpfung von Ratten und M{\"a}usen eingesetzt werden. Die Aufkl{\"a}rung und Charakterisierung der molekularen Ursachen dieser Erkrankungen wird in dieser Doktorarbeit anhand von Ver{\"o}ffentlichungen dokumentiert. Ausgehend von der Charakterisierung zweier Familien mit dem VKCFD2-Ph{\"a}notyp, wird die Kartierung des VKCFD2-Locus auf dem kurzen Arm von Chromosom 16 beschrieben. Durch eine systematische Mutationssuche in der ca. 130 Gene umfassenden Kandidatenregion von Chromosom 16 konnte das f{\"u}r diese Erkrankung und die Warfarinresistenz urs{\"a}chliche Gen ausfindig gemacht werden. Dabei handelt es sich um das Gen f{\"u}r die entscheidende Komponente der Vitamin K-Epoxid-Reduktase (VKORC1), die den Recycling-Prozess von Vitamin K im sog. Vitamin K-Zyklus katalysiert. Die Charakterisierung des VKORC1-Proteins umfasst dessen subzellul{\"a}re Lokalisation, den Vergleich orthologer Proteine in verschiedenen Species und die funktionelle Charakterisierung von rekombinant exprimiertem VKORC1. Durch positionsspezifische Mutagenesen und anschließende Expression in humanen Nierenzellen konnten mehrere f{\"u}r die Funktion der VKORC1 relevante Aminos{\"a}uren identifiziert werden. Die posttranslationale Modifikation der Vitamin K-abh{\"a}ngigen Proteine wird von der Gamma-Glutamyl-Carboxylase (GGCX) katalysiert. Defekte in diesem Enzym wurden von zwei verschiedenen Arbeitsgruppen als Ursache f{\"u}r die erste Form der VKCFD-Erkrankung nachgewiesen. In dieser Doktorarbeit werden drei weitere, von unserer Arbeitsgruppe identifizierte Mutationen im GGCX-Gen beschrieben, unter denen sich ein nachgewiesener Founder-Effekt an Position 485 des Proteins befindet. Die Arg485Pro-Variante wurde rekombinant in Insektenzellen exprimiert und konnte mittels kinetischer Studien als VKCFD1-verursachende Mutation verifiziert werden.},
  subject      = {Koagulopathie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Valchanova2006,
  author    = {Valchanova, Stamatova Ralitsa},
  title     = {Functional analysis of the murine cytomegalovirus genes m142 and m143},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20215},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Human cytomegalovirus (HCMV) infection causes clinical symptoms in immunocompromised individuals such as transplantant recipients and AIDS patients. The virus is also responsible for severe complications in unborn children and young infants. The species specificity of HCMV prevents the direct study of mechanisms controlling the infection in animal models. Instead, the murine cytomegalovirus (MCMV) is used as a model system. Human and murine CMVs have large double-stranded DNA genomes, encoding nearly 170 genes. About 30\% of the genes are committed to essential tasks of the virus. The remaining genes are involved in virus pathogenesis or host interaction and are dispensable for virus replication. The CMV genes are classified in gene families, based on sequence homology. In the present work, the function of two genes of the US22 gene family was analyzed. The MCMV genes m142 and m143 are the only members of this family that are essential for virus replication. These genes also differ from the remaining ten US22 gene family members in that they lack 1 of 4 conserved sequence motifs that are characteristic of this family. The same conserved motif is missing in the HCMV US22 family members TRS1 and IRS1, suggesting a possible functional homology. To demonstrate an essential role of m142 and m143, the genes were deleted from the MCMV genome, and the mutants were reconstituted on complementing cells. Infection of non-complementing cells with the deletion mutants did not result in virus replication. Virus growth was rescued by reinsertion of the corresponding genes. Cells infected with the viral deletion mutants synthesized reduced amounts of viral DNA, and viral late genes were not expressed. However, RNA analyses showed that late transcripts were present, excluding a role of m142 and m143 in regulation of gene transcription. Metabolic labelling experiments showed that total protein synthesis at late times postinfection was impaired in cells infected with deletion mutants. Moreover, the dsRNA-dependent protein kinase R (PKR) and its target protein, the translation initiation factor 2\&\#945; (eIF2\&\#945;) were phosphorylated in these cells. This suggested that the m142 and m143 are required for blocking the PKR-mediated shut-down of protein synthesis. Expression of the HCMV gene TRS1, a known inhibitor of PKR activation, rescued the replication of the deletion mutants, supporting the observation that m142 and m143 are required to inhibit this innate immune response of the host cell.},
  subject      = {Maus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Reuss2006,
  author    = {Reuß, Oliver Rainer},
  title     = {Funktionelle Analyse einer Familie von Oligopeptidtransportern des humanpathogenen Hefepilzes Candida albicans},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20515},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Der Hefepilz Candida albicans ist Teil der nat{\"u}rlichen Mikroflora auf den Schleimh{\"a}uten des Verdauungs- und Urogenitaltrakts der meisten gesunden Menschen. Allerdings kann C. albicans vor allem in immunsupprimierten Patienten auch schwerwiegende Infektionen verursachen. Diese reichen von oberfl{\"a}chlichen Mykosen bis hin zu lebensbedrohlichen systemischen Infektionen. C. albicans besitzt eine Reihe von Eigenschaften, die es diesem opportunistisch humanpathogenen Pilz erm{\"o}glichen unterschiedliche Wirtsgewebe zu kolonisieren und zu infizieren. Ein wichtiger Virulenzfaktor sind sekretorische Aspartylproteasen (SAPs), die von einer großen Genfamilie von zehn SAP-Genen codiert werden. Die SAPs werden w{\"a}hrend der Infektion differentiell exprimiert und {\"u}bernehmen unterschiedliche Rollen im Infektionsverlauf. So tragen sie zur Adh{\"a}renz bei, k{\"o}nnen Wirtsbarrieren und Molek{\"u}le der Wirtsimmunabwehr zerst{\"o}ren oder liefern N{\"a}hrstoffe, indem sie Proteine abbauen. Unter den zehn SAP-Genen ist SAP2 f{\"u}r ein Wachstum von C. albicans auf Proteinen als alleiniger Stickstoffquelle verantwortlich. Allerdings ist wenig {\"u}ber die Regulation der SAP2-Expression und {\"u}ber die Aufnahme der proteolytischen Abbauprodukte in die Zelle bekannt. In dieser Arbeit wurde eine Familie von Oligopeptidtransportern von C. albicans funktionell analysiert. Da aus fr{\"u}heren Arbeiten bekannt war, dass SAP2 durch Peptide mit mindestens acht Aminos{\"a}uren induziert werden kann, k{\"o}nnten einzelne Mitglieder dieser Familie neben der Transportfunktion auch eine Sensorfunktion f{\"u}r Peptide {\"u}bernehmen und somit {\"u}ber einen Signalweg SAP2 induzieren. In der Genomsequenz von C. albicans wurden neben dem bereits beschriebenen OPT1-Gen sieben weitere Gene identifiziert, deren Genprodukte signifikante Homologie zu Opt1p aufwiesen und die deshalb als OPT2-OPT8 bezeichnet wurden. Um die Rolle dieser putativen Oligopeptidtransporter bei der SAP2-Induktion und beim Transport der durch Sap2p-Aktivit{\"a}t bereitgestellten proteolytischen Abbauprodukte zu untersuchen, wurden Mutanten hergestellt, in denen die OPT-Gene spezifisch deletiert waren. Zu diesem Zweck wurde eine Methode zur gezielten Geninaktivierung etabliert, die auf einem neuen, recycelbaren dominanten Selektionsmarker (caSAT1) beruht, der Resistenz gegen Nourseothricin verleiht. Die "SAT1-Flipping"-Strategie kann direkt in C. albicans Wildst{\"a}mmen angewendet werden und umgeht somit alle Probleme, die mit der Verwendung von auxotrophen Ausgangsst{\"a}mmen verbunden sind. Alle Mutanten, in denen jeweils eines der OPT-Gene inaktiviert war, verhielten sich wie der Wildtyp und zeigten keinen Wachstumsdefekt auf bovinem Serumalbumin (BSA) als alleiniger Stickstoffquelle, w{\"a}hrend eine sap2-Nullmutante unter diesen Bedingungen nicht wachsen kann. Somit ist kein einzelnes OPT-Gen f{\"u}r C. albicans notwendig, um auf BSA als alleiniger Stickstoffquelle zu wachsen. Dagegen zeigten opt123-Triplemutanten {\"a}hnlich wie die sap2-Mutante einen starken Wachstumsdefekt auf BSA als alleiniger Stickstoffquelle, der durch Reintegration einer intakten Kopie von OPT1, OPT2 oder OPT3 wieder aufgehoben werden konnte. Der Wachstumsdefekt der opt123-Triplemutanten war nicht auf eine fehlende Induktion von SAP2 zur{\"u}ckzuf{\"u}hren, sondern auf das Unverm{\"o}gen dieser Mutanten, die durch den proteolytischen Abbau von BSA entstandenen Peptide zu transportieren. Mit Hilfe von Reportergenen konnte gezeigt werden, dass die einzelnen OPT-Gene differentiell exprimiert werden. W{\"a}hrend keines der Gene in einem Vollmedium (YPD) exprimiert wurde, wurde eine starke Induktion von OPT1 und OPT3 in Gegenwart von BSA als alleiniger Stickstoffquelle beobachtet. Nach Expression von OPT4 und OPT5 unter Kontrolle des konstitutiven ADH1-Promotors in den opt123-Triplemutanten konnte deren Wachstumsdefekt auf BSA als alleiniger Stickstoffquelle ebenfalls kompensiert werden, w{\"a}hrend die zus{\"a}tzliche Deletion dieser Gene in den dabei entstandenen opt1234-Quadruple- und opt12345-Quintuplemutanten den Wachstumsdefekt noch verst{\"a}rkte. Diese Ergebnisse best{\"a}tigten, dass die Gene OPT1-OPT5 f{\"u}r funktionelle Oligopeptidtransporter codieren. Weitere Experimente zeigten, dass die Oligopeptidtransporter unterschiedliche Substratpr{\"a}ferenzen haben. W{\"a}hrend das Tetrapeptid LWMR f{\"u}r St{\"a}mme, die spezifisch OPT3, OPT4, oder OPT5 exprimierten, ein besseres Substrat war als das Tetrapeptid LSKL, konnten St{\"a}mme, die spezifisch OPT2 exprimierten, das LSKL-Peptid verwerten, nicht aber das LWMR-Peptid. Experimente mit Peptiden definierter L{\"a}nge und Zusammensetzung wiesen außerdem darauf hin, dass die Oligopeptidtransporter in der Lage sind, auch l{\"a}ngere Peptide mit bis zu mindestens acht Aminos{\"a}uren zu transportieren. Die Evolution einer Genfamilie, die f{\"u}r Oligopeptidtransporter mit unterschiedlicher Substratpr{\"a}ferenz codieren, hat deshalb vermutlich dazu beigetragen, dass C. albicans Proteine sehr effizient als Stickstoffquelle verwerten und sich an die Nahrungsbedingungen in verschiedenen Wirtsnischen optimal anpassen kann.},
  subject      = {Candida albicans},
  language  = {de}
}