@phdthesis{Williams2005,
  author    = {Williams, Tatjana},
  title     = {Untersuchungen zur Rolle des Phosphoproteins Stathmin in Listeria monocytogenes-infizierten S{\"a}ugerzellen und Molekulare Charakterisierung der listeriellen Zweikomponetensysteme},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15388},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Das fakultativ intrazellul{\"a}re Bakterium Listeria monocytogenes besitzt die F{\"a}higkeit, eukaryotische Wirtszellen zu penetrieren, sich in diesen zu vermehren, fortzubewegen und zwischen den Zellen auszubreiten. Im Zuge des intrazellul{\"a}ren Lebenszyklus gehen Listerien Wechselwirkungen mit ver-schiedenen zellul{\"a}ren Proteinen ein. Als eines dieser Proteine konnte das zellul{\"a}re Phosphoprotein Stathmin identifiziert werden. Dieses Protein bindet an Untereinheiten des Tubulins und destabilisiert dadurch Mikrotubuli (MT). Es wird durch Phosphorylierung von vier spezifischen Serinresten in seiner MT-destabilisierenden Aktivit{\"a}t reguliert. Da Stathmin als Antwort auf externe Signale zellul{\"a}re Funktionen, z. B. Zell-Proliferation und Differenzierung reguliert, vermutet man seine Funktion in einer Art Relais welches verschiedene Signale aus dem Umfeld der Zelle integriert. In mit L. monocytogenes infizierten Wirtszellen wird Stathmin an die Oberfl{\"a}che intrazellul{\"a}rer Bakterien rekrutiert. Inwiefern diese Rekrutierung das Phosphorylierungsmuster von Stathmin und damit dessen Aktivit{\"a}t beeinflusst, konnte im Rahmen dieser Arbeit nicht gekl{\"a}rt werden. Stathmin knock-out M{\"a}use sollten sich gut eignen, um die Rolle von Stathmin w{\"a}hrend einer Infektion mit L. monocytogenes EGD in vitro und in vivo zu untersuchen. Es stellte sich heraus, dass in Stathmin(-/-)-Makrophagen der intrazellul{\"a}re Lebenszyklus der Listerien nicht signifikant beeinflusst ist. Nach intraven{\"o}ser Verabreichung von 5x103 L. monocytogenes waren drei Tage nach der Infektion in Leber und Milz der knock-out M{\"a}use allerdings signifikant mehr Listerien nachzuweisen, als in den Organen wildtypischer M{\"a}use. Mittels Immunfluoreszenzmikroskopie und einem anti-Stathmin-Antiersum konnte an mit verschiedenen L. monocytogenes-Mutanten infizierten Zellen gezeigt werden, dass Stathmin mit der Oberfl{\"a}che intrazellul{\"a}rer Listerien kolokalisiert. Allerdings konnten dabei die Angaben in der Literatur nicht best{\"a}tigt werden, wonach f{\"u}r diese Kolokalisation die Expression von ActA notwendig ist. Die Ergebnisse dieser Arbeit sprechen im Gegensatz zu den publizierten Daten daf{\"u}r, dass Stathmin {\"u}ber einen bisher noch unbekannten Mechanismus ActA-unabh{\"a}ngig an intrazellul{\"a}re Listerien rekrutiert wird. Zweikomponentensysteme erm{\"o}glichen Bakterien eine rasche Anpassung an sich ver{\"a}ndernde Umweltbedingungen, da sie extra- und intrazellul{\"a}re Stimuli in zellul{\"a}re Signale umwandeln. Um die 16 in der Genomsequenz von L. mono-cytogenes EGDe identifizierten Zweikomponentensysteme charakterisieren zu k{\"o}nnen, wurden individuelle Mutanten konstruiert, in denen individuelle Response Regulatorgene deletiert sind. Die erhaltenen Mutanten wurden in vitro und in vivo auf ihr Wachstumsverhalten hin untersucht. Es zeigte sich, dass unter den angewandten Kultur- und Versuchsbedingungen keines der Zweikomponentensysteme eine signifikante Rolle bei der Anpassung an Temperatur, sowie an oxidativen oder osmotischen Stress spielt. Die Zugabe von 5 \% Ethanol hatte einen stark hemmenden Effekt auf das Wachstum von 4 Mutanten, wohingegen zwei andere Mutanten in Gegenwart des Alkohols deutlich besser wuchsen. Unter anaeroben Bedingungen konnte kein Unterschied im Wachstum beobachtet werden. Die Expression wichtiger Virulenzgene war in keiner der untersuchten Mutanten im Vergleich zum Ausgangsstamm ver{\"a}ndert. Die intrazellul{\"a}re Replikation sowie intrazellul{\"a}re Bewegung und Ausbreitung im Zellrasen waren durch die Deletion der Response Regulatorgene nicht beeintr{\"a}chtigt. Abgesehen von geringen Unterschieden in der Invasivit{\"a}t einiger Deletionsmutanten f{\"u}r Cos-1 und Caco-2 Zellen zeigte sich keiner der Response Regulatoren f{\"u}r den intrazellul{\"a}ren Lebenszyklus von L. monocytogenes erforderlich. Es zeigte sich, dass der in der vorliegenden Arbeit verwendete L. monocyto-genes-Wildstamm auch bei der f{\"u}r die Flagellenexpression normalerweise nicht-permissiven Temperatur von 37° C noch beweglich ist. Die L. monocytogenes \&\#916;degU-Mutante war dagegen auf Weichagar temperaturunabh{\"a}ngig unbeweglich. Die elektronenmikroskopische Analyse ergab, dass dieser Stamm im Gegensatz zum Wildtyp auch bei 24° C keine Flagellen ausbildet. Durch vergleichende Proteomanalysen konnte gezeigt werden, dass L. monocytogenes \&\#916;degU bei 24° C wesentliche Proteine des Flagellenapparates nicht synthetisiert. Mittels Transkriptomanalysen konnten die Ergebnisse der Proteomanalysen best{\"a}tigt werden. Es wurden neben Genen, die f{\"u}r Proteine der Flagellenbiosynthese und Chemotaxis codieren, noch weitere Gene identifiziert, die offensichtlich unter der transkriptionellen Kontrolle des Response Regulators DegU stehen. Die Ergebnisse der in vivo Studien zeigten, dass L. monocytogenes \&\#916;degU deutlich virulenzattenuiert ist. F{\"u}r die restlichen L. monocytogenes \&\#916;TCS-Mutanten waren im Vergleich zum Wildtyp die Unterschiede in Leber und Milz nur leicht ver{\"a}ndert und statistisch nicht signifikant.},
  subject      = {Phosphoproteine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wenzel2014,
  author    = {Wenzel, Jens},
  title     = {Regulation of TLR-induced macrophage responses by cytoskeleton-associated phosphoproteins},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-98843},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Toll-like receptors (TLR) are pattern recognition receptors (PRR) by which macrophages (M{\O}) sense pathogen-associated molecular patterns (PAMPs). The recognition of lipopolysaccharide (LPS), the PAMP of gram negative bacteria, by TLR4 triggers signaling cascades and leads to the pro-inflammatory activation of the cells. A recent quantitative and kinetic analysis of the phosphoproteome of LPS-activated primary macrophages highlighted the cytoskeleton as a cell compartment with an enriched protein phosphorylation. In total 44 cytoskeleton-associated proteins were regulated by this post-translational modification and thus might be involved in the control and regulation of key macrophage functions like spreading, motility and phagocytosis. To investigate the control of cytoskeleton-associated cell functions by TLR4 activation, we first developed a method to quantitatively measure the spreading response of bone marrow M{\O} after stimulation with LPS. Fluorescence microscopy was used for cell imaging and visualisation of the M{\O} contact area. In collaboration with the Fraunhofer Institute Erlangen, we developed and validated a software tool for the semi-automated segmentation and quantitation of M{\O} fluorescence microscopy data, which allowed fast, robust and objective image analysis. Using this method, we observed that LPS caused time-dependent spreading, which was detectable after 1-2 h and maximal after 24 h. Next, the impact of genetic or pharmacological inhibition of known TLR signaling components was investigated. Deficiency in the adapter protein MYD88 strongly reduced spreading activity at the late time points, but had no impact early after LPS-stimulation. A similar effect was observed upon pharmacological inhibition of ERK1/2 signaling, indicating that ERK1/2 mediates MYD88-dependent M{\O} spreading. In contrast, M{\O} lacking the MAPK p38 were impaired in the initial spreading response but responded normally 8-24 h after stimulation. The genetic deletion of the MAPK phosphatases DUSP1 and DUSP16 resulted in impaired late spreading, corroborating the essential role for functional MAPK signaling in TLR4-driven M{\O} spreading. To identify the contribution of other cytoskeletal phosphoproteins to M{\O} spreading, siRNA knockdown of selected candidate genes in primary murine M{\O} was employed and combined with automated quantitative image analysis. These experiments revealed a functional role for the Myosins MYO1e and MYO1f in M{\O} spreading. These motor proteins are strongly phosphorylated in LPS-activated M{\O}. Because of their ability to simultaneously bind to actin filaments and cell membrane or other proteins, we investigated their role in phagocytosis, cytokine production and antigen presentation. Phagocytosis and killing of bacteria were not affected in Myo1e-/- macrophages. However, MYO1e plays a role in chemokine secretion and antigen presentation processes. MCP1 (CCL2) release was selectively increased in Myo1e-deficient M{\O} and dendritic cells (DC), while cytokine secretion was unaffected. Furthermore, macrophages and DCs lacking MYO1e showed lower levels of MHC-II on the cell surface. However, mRNA levels of CCL2 and of MHC-II were unaltered. These data suggest a role for MYO1e in the transport of selected chemokines and of MHC-II molecules to the cell surface. MHC-II-restricted antigen presentation assays revealed an impaired capacity of macrophages and DC lacking MYO1e to stimulate antigen-specific T cells, suggesting that the reduced MHC-II expression is functionally relevant. Taken together, in this study first a quantitative image analysis method was developed which allows the unbiased, robust and efficient investigation of the macrophage spreading response. Combination of this method with siRNA knockdown of selected cytoskeleton-associated phosphoproteins led to the identification of MYO1e and MYO1f as regulators of macrophage spreading. Furthermore, we identified MYO1e in M{\O} and DC to be essential for the intracellular transport of CCL2 and MHC-II to the cell surface and for optimal stimulation of antigen-specific CD4 T cells.},
  subject      = {Toll-like-Rezeptoren},
  language  = {en}
}