@phdthesis{Mordhorst2009,
  author    = {Mordhorst, Ines Louise},
  title     = {Phylogenetische und funktionelle Analysen zur Kapsel O-Acetyltransferase NeuO von Escherichia coli K1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-47880},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Escherichia coli ist ein Kommensale des menschlichen und tierischen Gastrointestinaltraktes. Einige E. coli-St{\"a}mme sind in der Lage, extraintestinale Erkrankungen beim Menschen wie Harnwegsinfekte, Neugeborenen-Meningitis und Sepsis, sowie beim Tier avi{\"a}re Coliseptik{\"a}mien, hervorzurufen. Ein wichtiger Virulenzfaktor des Bakteriums ist dabei die aus \&\#945;-2,8-verkn{\"u}pften Sialins{\"a}uremonomeren aufgebaute K1-Kapsel, die phasenvariabel mit einer hohen Frequenz O-acetyliert werden kann. Im Jahr 2005 konnte gezeigt werden, dass es sich bei dem f{\"u}r die O-Acetylierung verantwortlichen Enzym um die O-Acetyltransferase NeuO handelt, die von dem K1-spezifischen Prophagen CUS-3 codiert wird. Die Verteilung von neuO in der E. coli K1-Population sowie die funktionelle Relevanz der K1-Kapsel O-Acetylierung f{\"u}r das Bakterium waren zu Beginn der vorliegenden Arbeit weitestgehend unklar. Eine E. coli K1-Stammsammlung mit 183 Isolaten wurde aufgebaut. Die E. coli K1-Isolate stammten sowohl aus Stuhlproben gesunder Freiwilliger, humanen Harnwegsinfekten, humanen invasiven Erkrankungen (Neugeborenen-Meningitis und Bakteri{\"a}mie) und aus an Coliseptik{\"a}mie erkrankten V{\"o}geln. Die Isolate der E. coli K1-Stammsammlung wurden mit der Multilokus-Sequenztypisierung (MLST) typisiert. Es konnten 39 Sequenztypen (ST) sowie f{\"u}nf Sequenztyp-Komplexe (STC) identifiziert werden. Bei dem mit Abstand h{\"a}ufigsten STC handelte es sich um den STC95, dem 80 St{\"a}mme (44\%) angeh{\"o}rten. Insgesamt 103 der 183 E. coli K1-St{\"a}mme waren neuO-positiv (56\%). Das Gen wurde in 78 (98\%) der STC95-Isolate, aber nur in 25 (24\%) der 103 nicht-STC95-St{\"a}mme gefunden. NeuO war also mit dem STC95 assoziiert. {\"U}ber Sequenzanalysen des CUS-3-Prophagen konnten CUS-3-Genotypen bestimmt werden. Die Gruppierung der CUS-3-Genotypen und der E. coli K1-ST sowie der anschließende Vergleich beider Gruppierungen miteinander offenbarte eine Segregation der Prophagen-Genotypen entsprechend der ST. Daher legen die in dieser Arbeit ermittelten Ergebnisse eine Koevolution des Phagen mit seinem Wirt nahe. Einige humane und avi{\"a}re E. coli K1-Isolate waren weder auf Basis der MLST bzw. der CUS-3-Genotypisierung noch anhand des Vorhandenseins verschiedener, mit extraintestinal-pathogenen E. coli-assoziierter Gene voneinander unterscheidbar, was die Hypothese einer zoonotischen Transmission dieser St{\"a}mme unterst{\"u}tzt. In den in dieser Arbeit durchgef{\"u}hrten funktionellen Analysen konnte weder ein Effekt der NeuO-vermittelten E. coli K1-Kapsel O-Acetylierung auf die F{\"a}higkeit der Bakterien an humane mikrovaskul{\"a}re Gehirnendothelzellen zu adh{\"a}rieren oder in diese zu invadieren, noch auf die in vivo-Virulenz der Bakterien im H{\"u}hnermodell beobachtet werden. Die K1-Kapsel O-Acetylierung verringerte die in vivo-Kolonisierung des H{\"u}hner-Gastrointestinaltraktes und die in vitro-Biofilmbildung durch das Bakterium, wohingegen sie die Austrocknungsresistenz von E. coli K1 erh{\"o}hte. M{\"o}glicherweise dient die phasenvariable neuO-Expression und damit die E. coli K1-Kapsel O-Acetylierung der Anpassung des Bakteriums an wechselnde Umweltbedingungen.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Mueller2009,
  author    = {M{\"u}ller, Sophia},
  title     = {Molekulare Untersuchungen zur Rolle von Homeobox-Genen bei der Entwicklung von Echinococcus multilocularis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35616},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die alveol{\"a}re Echinokokkose ist eine, vorrangig in der n{\"o}rdlichen Hemisph{\"a}re verbreitete, parasit{\"a}re Erkrankung. Verursacht wird sie beim Menschen durch das Larvenstadium des Fuchsbandwurms. Homeoboxgene sind hochkonservierte Gene, die die Morphogenese von Lebewesen steuern. Die Anzahl und die Bedeutung von Homeoboxgenen in der Entwicklung von E.multilocularis waren bislang unbekannt. Im Rahmen dieser Arbeit konnten mit Hilfe von Sequenzanalysen im Genom des Fuchsbandwurms erstmals Homeoboxgene identifiziert und deren Expressionsmuster mittels PCR in verschiedenen Larvenstadien charakterisiert werden. Von insgesamt 23 gefundenen Homeoboxgenen wurden 15 Gene auf ihre larvenstadienspezifische Expression untersucht. Neun der untersuchten Gene zeigten in dem gew{\"a}hlten Versuchsaufbau eine Expression in den untersuchten Larvenstadien, f{\"u}nf davon zeigten eine verst{\"a}rkte Expression in den sp{\"a}ten Larvenstadien. F{\"u}r acht dieser neun Gene ließen sich dar{\"u}ber hinaus Hinweise auf eine Prozessierung ihrer mRNA {\"u}ber den Mechanismus des Trans-Spleißens finden. Vorangehende Versuche der Arbeitsgruppe von Prof. Brehm hatten einen Zusammenhang zwischen einer Stimulation fr{\"u}her Entwicklungsstadien der Parasitenlarven mit dem Zytokin BMP-2 und dessen rascherer Entwicklung in sp{\"a}tere Entwicklungsstadien nahegelegt. Die Auswirkung einer Behandlung fr{\"u}her Entwicklungsstadien mit dem Zytokin BMP-2 auf die jeweilige Genexpression wurde daher f{\"u}r die ausgew{\"a}hlten 15 Gene {\"u}berpr{\"u}ft. F{\"u}nf Gene zeigten unter dessen Einfluss eine verst{\"a}rkte Expression. Zwei darunter waren solche, die eine st{\"a}rkere Expression in sp{\"a}ten Larvenstadien aufwiesen. Diese zwei Gene stellen nun Kandidaten dar, die an der Entwicklung von E.multilocularis maßgeblich beteiligt sein k{\"o}nnten. Durch die Untersuchungen dieser Arbeit ergaben sich wichtige Hinweise auf die Entwicklung und die Regulationsmechanismen der Genexpression von E. multilocularis. Sie bilden eine Grundlage, die Rolle der Homeoboxgene f{\"u}r den Fuchsbandwurm n{\"a}her zu beschreiben und die hormonelle Kreuzregulation zwischen Parasit und Wirt weiter zu studieren.},
  subject      = {Fuchsbandwurm},
  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{ElBarkani2000,
  author    = {El-Barkani, Abdelmalic},
  title     = {Molekulargenetische Charakterisierung des pH-regulierten Dimorphismus und der pH-abh{\"a}ngigen Genexpression von Candida albicans und Entwicklung eines Reportersystem f{\"u}r Candida glabrata},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1125},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Candida albicans ist in der Lage seine Zellmorphologie in Abh{\"a}ngigkeit von Umweltfaktoren zu ver{\"a}ndern (Odds, 1988). Dieser morphologische Formenwechsel ist ein wesentlicher Pathogenit{\"a}tsfaktor von C. albicans. Der pH-Wert geh{\"o}rt zu den wichtigen Umweltfaktoren, welche die Zellmorphologie von C. albicans beeinflussen. Bei sauren pH-Werten w{\"a}chst C. albicans als unizellul{\"a}rer Sprosspilz, w{\"a}hrend bei neutralen pH-Werten und einer Umgebungstemperatur von 37°C die filament{\"o}se Form dominiert (Buffo et al., 1984). C. albicans reagiert auf unterschiedliche pH-Werte mit der differentiellen Expression bestimmter Gene. Zu diesen geh{\"o}ren die funktional homologen Gene PHR1 und PHR2, deren Genprodukte an der Synthese der Pilzzellwand beteiligt sind. PHR1 wird im neutralen Milieu induziert, w{\"a}hrend PHR2 im sauren Milieu exprimiert wird. Die Deletion von PHR1 oder PHR2 f{\"u}hrt zu pH-abh{\"a}ngigen Defekten des Wachstums, der Zellmorphologie und der Virulenz (Saporito-Irwin et al., 1995; M{\"u}hlschlegel und Fonzi, 1997; De Bernardis et al., 1998). Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde anhand der Isolierung von phr2D-Revertanten der Zusammenhang der molekularen Regulation des morphologischen Formenwechsels und der pH-regulierten Expression von Genen, die eine wichtige Funktion bei der Zellwandsynthese besitzen, untersucht. Die phr2D-Revertanten waren in der Lage bei einem pH-Wert von 4 zu wachsen und zu filamentieren. Das irregul{\"a}re Wachstum der Revertanten war auf eine konstitutive Expression des PHR1-Gens zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Dagegen spielte das bei sauren pH-Werten exprimierte PHR1 keine Rolle f{\"u}r das atypische Filamentierungsverhalten der Revertanten. Die molekulargenetische Untersuchung unabh{\"a}ngiger phr2D-Revertanten zeigte, dass eine heterozygote dominant-aktive Mutation im RIM101-Lokus f{\"u}r den Ph{\"a}notyp der Revertanten verantwortlich war. RIM101 ist demnach das Schl{\"u}sselelement des pH-regulierten Dimorphismus. Diese Ergebnisse zeigten zudem, dass der in Aspergillus nidulans und anderen Pilzen beschriebene molekulare Mechanismus der pH-abh{\"a}ngigen Genexpression auch in C. albicans konserviert ist. Die Expression multipler wildtypischer oder mutierter RIM101-Kopien f{\"u}hrte zur Suppression des Temperatursignals, welches f{\"u}r das pH-abh{\"a}ngige filament{\"o}se Wachstum notwendig ist. Demnach konvergieren die Umweltsignale pH-Wert und Temperatur auf gemeinsame Zielgene. RIM101 von C. albicans scheint seine eigene Expression zu induzieren. Konstitutiv aktive RIM101-Allele verursachen eine starke Expression von RIM101 bei pH 4. Im Wildtyp dagegen wird RIM101 bei sauren pH-Werten nur schwach exprimiert. Die Inaktivierung der MAP Kinase Kaskade und der cAMP-abh{\"a}ngigen Kaskade durch Deletion der beiden Gene CPH1 und EFG1 f{\"u}hrt zur Blockade der morphologischen Flexibilit{\"a}t von C. albicans (Lo et al., 1997). Mit Hilfe eines dominant-aktiven RIM101-Allels wurde eine m{\"o}gliche Wechselwirkung von RIM101 mit diesen Filamentierungskaskaden untersucht. Diese Untersuchungen ergaben, dass der pH-regulierte Dimorphismus von EFG1 abh{\"a}ngig war. Dagegen war die pH-regulierte Genexpression unabh{\"a}ngig von EFG1. C. albicans und Candida glabrata sind als opportunistische Krankheitserreger in der Lage diverse Gewebe und Organe zu besiedeln und zu infizieren. Das {\"U}berleben in den unterschiedlichen Wirtsnischen erfordert daher eine hohe Anpassungsf{\"a}higkeit. Auf unterschiedliche Umweltbedingungen reagiert C. albicans, wie oben beschrieben, mit der Expression bestimmter Gene, wie z. B. PHR1, PHR2 und RIM101. W{\"a}hrend die Genregulation in C. albicans in den letzten Jahren intensiv erforscht wurde, ist {\"u}ber die differentielle Genexpression in der klinisch zunehmend wichtigen Spezies C. glabrata kaum etwas bekannt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Etablierung eines geeigneten Reportersystems f{\"u}r C. glabrata angestrebt, welches zur Untersuchung der Genregulation und der Identifizierung differentiell exprimierter Gene eingesetzt werden kann. Das lacZ-Gen wurde als Reporter f{\"u}r die Genexpression in C. glabrata getestet. Die Resultate zeigten die Funktionalit{\"a}t des bakteriellen lacZ-Gens als Reporter f{\"u}r die Genexpression in C. glabrata. Zu dem wurden C. glabrata / E. coli Shuttle-Vektoren entwickelt, die f{\"u}r translationelle Genfusionen zum lacZ verwendet werden k{\"o}nnen.},
  subject      = {Candida albicans},
  language  = {de}
}