@phdthesis{Mueller2005,
  author    = {M{\"u}ller, Claudia Maria},
  title     = {Studies on the Role of Histone-like Proteins in Gene Regulation in Uropathogenic Escherichia coli Isolate 536},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17617},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {In this study, the role of histone-like proteins in gene regulation in uropathogenic Escherichia coli isolate 536 was monitored. The histone-like nucleoid structuring protein H-NS is a global regulator in Escherichia coli that has been intensively studied in non-pathogenic strains. No comprehensive study on the role of H-NS and it's homolog StpA on gene expression in a pathogenic E. coli strain has been carried out so far. Moreover, we identified a third, so far uncharacterized member of the H-NS-like protein family in uropathogenic E. coli isolate 536, which was designated Hlp (H-NS-like protein). Hlp is a 134-amino acid protein, which shares 58 \% sequence identity with H-NS. The gene coding for the Hlp protein, hlp, is found in several uropathogenic E. coli variants, but not in non-pathogenic E. coli K-12. In UPEC strains 536 and CFT073, Hlp is encoded on a possibly horizontally acquired 23-kb genomic region inserted into the serU locus. Studies on hlp transcription revealed, that the gene is transcribed monocistronically from a single promoter and that expression is repressed by H-NS. Purified Hlp protein was binding to its own and to the hns promoter, thereby mediating negative auto- and crossregulation. Furthermore, Hlp and H-NS were directly interacting, resulting in the formation of stable heteromers. Complementation studies with hns mutant strains in a K-12 background revealed that the Hlp protein had in vivo activity, being able to complement the lack of H-NS in terms of motility, growth, and repression of the proU, bgl, and clyA genes. When analyzing the role of the histone-like proteins in expression of virulence-associated genes by using DNA arrays and classical phenotypic assays, most of the observed effects were mediated by the H-NS protein alone. Expression profiling revealed that transcript level of more than 500 genes was affected by an hns mutation, resulting in increased expression of alpha-hemolysin, fimbriae and iron-uptake systems, as well as genes involved in stress adaptation. Furthermore, several other putative virulence factors were found to be part of the H-NS regulon. On the other hand, no effect of StpA alone was observed. An hns stpA double mutant, however, exhibited a distinct gene expression pattern that differed in great parts from that of the hns single mutant. This suggests a direct interaction between the two homologs and the existence of distinct regulons of H-NS and an H-NS/StpA heteromeric complex. Although the H-NS protein has - either as homomer or in complex with StpA - a marked impact on gene expression in pathogenic E. coli strains, its effect on urovirulence is ambiguous. At a high infection dose, hns mutants accelerate lethality in murine UTI and sepsis models relative to the wild type, probably due to increased production of alpha-hemolysin. At lower infectious dose, however, mutants lacking H-NS are attenuated through their impaired growth rate, which can only partially be compensated by the higher expression of numerous virulence factors. As seen with StpA, an hlp single mutant did not exhibit a notable phenotype under standard growth conditions. A severe growth defect of hns hlp double mutants at low temperatures, however, suggests a biological relevance of H-NS/Hlp heteromers under certain circumstances. Furthermore, these mutants expressed more capsular polysaccharide and curli fimbriae, thereby indicating a distinct role of H-NS and Hlp in regulation of these surface structures. The H-NS paralogs Hlp and StpA also modulated H-NS-mediated regulation of fimbrial adhesins, and are oppositely required for normal growth at low or high temperatures, respectively. Finally, expression levels of the three histone-like proteins H-NS, StpA and Hlp itself varied with different temperatures, thereby suggesting a flexible composition of the nucleoid-associated protein pool. Hence, we propose that the biological role of Hlp and StpA does not rely on a distinct function of the single protein, but rather on their interaction with the global regulator H-NS.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Michaelis2005,
  author    = {Michaelis, Kai},
  title     = {Untersuchungen zur Genomstruktur und Biofilmbildung von pathogenen Escherichia coli Isolaten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17593},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Das Kerngenom pathogener Escherichia coli Isolate wird von zahlreichen variablen Regionen unterbrochen, die meist durch horizontalen Gentransfer erworben wurden und {\"u}ber das ganze Chromosom verteilt sind. Diese variablen Bereiche tragen h{\"a}ufig Gene f{\"u}r Virulenz- und Fitnessfaktoren und sind oftmals nur instabil in das Chromosom integriert. Um die Verbreitung variabler Bereiche, die insbesondere Virulenzfaktoren kodieren, innerhalb verschiedener klinischer Isolate n{\"a}her untersuchen zu k{\"o}nnen, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein spezieller DNA-Array entwickelt. Dieser enthielt zahlreiche Sonden f{\"u}r Gene, die f{\"u}r die Virulenz von verschiedenen Erregern der Gattung E. coli als auch der Untergruppe Shigella charakteristisch sind. Mit diesem "Pathoarray" wurde die Verbreitung von Virulenzgenen in unterschiedlichen E. coli Isolaten untersucht. Zus{\"a}tzlich wurden Unterschiede im Kerngenom mit Hilfe eines kommerziell erwerbbaren DNA-Arrays bestimmt. Ein Vergleich des Kerngenoms von uropathogenen St{\"a}mmen mit Derivaten, bei denen Pathogenit{\"a}tsinseln deletiert sind, best{\"a}tigte die Auffassung, dass der Deletion von Pathogenit{\"a}tsinseln ein spezieller Mechanismus zu Grunde liegt, von dem das Kerngenom nicht betroffen ist. Das Kerngenom der untersuchten St{\"a}mme war prinzipiell sehr konserviert und unterschied sich lediglich durch wenige Gene aus Bakteriophagen. Die gr{\"o}ßten Unterschiede wurden bei Genen beobachtet, die zum variablen Teil des Genoms geh{\"o}ren und charakteristisch f{\"u}r das jeweilige Isolat waren. Mit Hilfe der DNA-Array Technologie lassen sich auch {\"A}nderungen von Expressionsprofilen studieren, die von Mutationen oder durch Umwelteinfl{\"u}sse bedingt werden. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde durch Transkriptomanalysen das RfaH-abh{\"a}ngige Regulon untersucht, insbesondere im Hinblick auf solche Gene, die die Biofilmbildung beeinflussen. Beim Vergleich der Transkriptome von E. coli 536rfaH mit dem Wildtyp wurde eine signifikant erh{\"o}hte Expression von Antigen 43 festgestellt. Im E. coli K-12 Stammhintergrund konnte dieses Oberfl{\"a}chenprotein als Hauptfaktor f{\"u}r die RfaH-abh{\"a}ngige Biofilmbildung identifiziert werden. Das verk{\"u}rzte LPS-Kernoligosaccharid im Stamm MG1655rfaH hatte ebenfalls einen großen Einfluss auf die verst{\"a}rkte Biofilmbildung. Vermutlich verst{\"a}rkte die verbesserte Pr{\"a}sentation von Agn43 durch ein verk{\"u}rztes LPS die Biofilmbildung signifikant. Andere Oberfl{\"a}chenstrukturen, wie die Colans{\"a}ure-Kapsel, zeigten keinen Effekt auf die Biofilmbildung von E. coli MG1655rfaH. Neben den Expressionsprofilen der St{\"a}mme 536 und 536rfaH bei 37 Grad C wurden auch die Expressionsprofile bei 30 Grad C sowie von Biofilmen analysiert. Prinzipiell konnten bei allen untersuchten Wachstumsbedingungen nur geringe Unterschiede zwischen 536 und 536rfaH festgestellt werden. Beim Vergleich der unterschiedlichen Wachstumsbedingungen (Temperatureffekt und planktonische Zellen vs. Biofilm) wurden jedoch deutliche Unterschiede beobachtet. Sowohl Gene des Kerngenoms als auch Gene von Pathogenit{\"a}tsinseln waren temperaturabh{\"a}ngig reguliert. Bei E. coli Isolaten lassen sich neben genomischen Unterschieden auch ph{\"a}notypische Unterschiede beobachten. Es wurde festgestellt, dass die Biofilmbildung von E. coli Isolaten abh{\"a}ngig von verschiedenen Faktoren und molekularen Mechanismen ist. Zudem konnte dargelegt werden, wie Unterschiede in der Zusammensetzung der {\"a}ußeren Membran durch eine ver{\"a}nderte LPS-Struktur und die Expression von Adh{\"a}sinen die Biofilmbildung beeinflussen k{\"o}nnen.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wu2006,
  author    = {Wu, Rongxue},
  title     = {Integrins and SPARC : potential implications for cardiac remodeling},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17531},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Der enorme Umbau des Herzgewebes, wie man ihn nach Druck{\"u}berlastung des Ventrikels oder MyokardInfarkt beobachten kann, gilt als eine der kausalen Ursachen des Herzversagens. Die Ver{\"a}nderungen in der Architektur des Herzens beeinflussen die mechanischen Eigenschaften des Herzmuskels, begr{\"u}ndet sind sie jedoch in Anpassungsprozessen auf der zellul{\"a}ren Ebene vor allem in einer Modulation der Expression bestimmter Gene. Gemeinsam mit Integrinen, den Transmembran-Rezeptoren, welche die extrazellul{\"a}re Umgebung mit dem intrazellul{\"a}ren Zytoskelett verbinden, geh{\"o}ren Proteine der extrazellul{\"a}ren Matrix (ECM) und matrizellul{\"a}re Proteine zu den Schl{\"u}sselkomponenten, die den Umbauprozess im Herzen steuern. Aus diesen Gr{\"u}nden hatte diese Doktorarbeit zum Ziel, die Rolle der Integrine f{\"u}r die Regulation der Genexpression und die Leistungsf{\"a}higkeit des Herzmuskels w{\"a}hrend der durch Druck{\"u}berlastung oder myokardialen Infarkt (MI) hervorgerufenen Wundheilungsprozesse zu analysieren. Um die Beteiligung von Integrin Beta 1 zu untersuchen, wurde ein experimentelles Modell der Druck{\"u}berlastung im Mausherzen (aortic banding; Konstriktion der Aorta; AB) eingesetzt, wobei M{\"a}use mit einer konditionalen, Herz-spezifischen Deletion des Integrin Beta 1 Gens untersucht wurden. Ein besonderes Augenmerk wurde dabei auf die physiologischen Unterschiede und eine ver{\"a}nderte Genexpression im gestressten Herzen in An- oder Abwesenheit von Integrin Beta 1 gelegt. Interessanterweise wurden die M{\"a}use, welche eine Kombination aus Integrin knock-out Allel und dem Kardiomyozyten-spezifischen konditionalen knock-out Allel von Integrin Beta 1 aufwiesen im normalen Mendelschen Verh{\"a}ltnis geboren und wuchsen normal auf. Obwohl diese Tiere immer noch geringe Mengen von Integrin Beta 1 in ihrem Herzen aufwiesen (exprimiert von nicht-Myozyten), besaßen diese M{\"a}use eine ver{\"a}nderte Herzfunktion und waren sehr sensitiv gegen{\"u}ber AB. Im Gegensatz zu der kompensatorischen hypertrophischen Reaktion, die in Wildtyp M{\"a}usen zu beobachten war, zeigte sich in den Integrin Beta 1-defizienten Mausherzen kein Gewebeumbau. Auch die erh{\"o}hte Expression von verschiedenen ECM Proteinen, insbesondere die verst{\"a}rkte Expression des matrizellul{\"a}ren Proteins SPARC, unterblieb nach AB in den Integrin Beta 1-defizienten Tieren. Interessanterweise konnte auch eine transiente Erh{\"o}hung der SPARC mRNA w{\"a}hrend der Umbauprozesse im Herzen in Folge von myokardialem Infarkt (MI) mittels cDNA Makroarrays festgestellt werden. In der Tat fanden sich gr{\"o}ßere Mengen von SPARC bereits 2 Tage (~2,5-fach erh{\"o}ht), 7 Tage (~4-fach erh{\"o}ht) und 1 Monat (~2-fach erh{\"o}ht) nach MI, w{\"a}hrend ein spezifischer Inhibitor der Integrin alpha v Untereinheit diese Hochregulation von SPARC in vivo verhinderte. Immunfluoreszenz Untersuchungen von Herzgewebe verdeutlichten, dass sich die erh{\"o}hte Expression von SPARC auf das Infarktareal beschr{\"a}nkte, dass die Expression von SPARC nach einer anf{\"a}nglichen Erh{\"o}hung im Verlauf von 1 Monaten wieder auf das Anfangsniveau zur{\"u}ckging und dass die verst{\"a}rkte Expression von der Einwanderung von Fibroblasten in das isch{\"a}mische Herzgewebe begleitet war. In vitro stimulierten die Wachstumsfaktoren TGF-Beta 1 und PDGF-BB die Expression von SPARC durch Fibroblasten. Wie sich an Hand von ELISA und Western Blot Untersuchungen feststellen ließ, war die Inhibition von Integrin Beta v nicht in der Lage, die durch TGF-Beta 1 oder PDGF induzierte Sekretion von SPARC zu beeinflussen. Jedoch zeigte sich, dass Vitronektin, ein Ligand von Integrin alpha v, sowohl die Sekretion von TGF-Beta 1 als auch von PDGF-BB durch Kardiomyozyten induzierte und diese Reaktion wurde durch den Integrin alpha v Inhibitor komplett unterdr{\"u}ckt. In funktioneller Hinsicht wirkte SPARC auf die durch ECM Proteine induzierte Migration von Fibroblasten ein, so dass man davon ausgehen kann, dass die lokale Freisetzung von SPARC nach myokardialem Infarkt zur Wundheilung im Herzen beitr{\"a}gt. Zusammenfassend l{\"a}ßt die Kombination der in vivo und in vitro erhobenen experimentellen Daten den Schluss zu, dass mehrere Integrin Untereinheiten eine entscheidende Rolle w{\"a}hrend der Gewebeumbildung im Herzen spielen. Integrin-abh{\"a}ngige Genexpressionsereignisse wie beispielsweise die erh{\"o}hte Expression von SPARC nach MI sind entscheidend an der Koordination der Wundheilung beteiligt. Diese Prozesse scheinen auf einer komplexen Wechselwirkung und Kommunikation zwischen verschiedenen Zelltypen wie Kardiomyozyten und Fibroblasten zu beruhen, um lokal begrenzt eine Heilung und Vernarbung des verletzten Gewebes zu regulieren. Die Aufkl{\"a}rung des fein abgestimmten Wechselspiels zwischen Integrinen matrizellul{\"a}ren Proteinen wie SPARC und Wachstumsfaktoren wird sicherlich zu einem besseren und klinisch nutzbarem Verst{\"a}ndnis der molekularen Mechanismen des Gewebeumbaus im Herzen beitragen.},
  subject      = {Integrine},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Varadarajulu2006,
  author    = {Varadarajulu, Jeeva},
  title     = {Integrin alpha(v) and Focal adhesion kinase - promising targets to limit smooth muscle cell migration},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17484},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Die Pr{\"a}vention einer Restenose nach PTCA ist eines der wichtigsten Ziele f{\"u}r Forscher und Kliniker. Etwa 1,5 Millionen Interventionen werden weltweit j{\"a}hrlich durchgef{\"u}hrt und mit Hilfe von Stentimplantationen k{\"o}nnen die meisten Patienten erfolgreich behandelt werden. Jedoch kommt es in bis zu 60 \% der F{\"a}lle zu einer Restenosierung des behandelten Gef{\"a}sses innerhalb von etwa 6 Monaten. F{\"u}r die Entwicklung der Neointima, Hauptursache der Restenose, sind Wanderung glatter Gef{\"a}ssmuskelzellen (GMZ) und Ablagerungen von Proteinen der extrazellul{\"a}ren Matrix (EZM) verantwortlich. Signalkaskaden, die {\"u}ber Integrin Rezeptoren vermittelt werden, spielen in der Migration von GMZ eine zentrale Rolle. Viele Integrine binden {\"u}ber eine spezifische Aminos{\"a}uresequenz, die sogenannte RGD Sequenz, die in verschiedenen EZM Proteinen und in auf Zelloberfl{\"a}chen gebundenen Immunglobulinen vorkommt. Bisher konnte von verschiedenen Integrinantagonisten, wie Antik{\"o}rpern, zyklischen Peptiden, Peptidomimetika und Nicht-Peptiden, gezeigt werden, dass die die pathologische Reaktion vermindern k{\"o}nnen, was auf die Bedeutung der Integrin vermittelten Signalkaskaden in der GMZ Migration hinweist. Wir konnten zeigen, dass die Wanderung von GMZ sowohl mit einem pharmakologischen Inhibitor, wie auch durch die endogene {\"U}berexpression eines FAK Inhibitors, der {\"u}ber ein AAV Vektorsystem {\"u}bertragen wurde, gehemmt werden konnte. So stellt die Blockade der Integrin vermittelten Signalkaskaden ein vielversprechendes Ziel f{\"u}r die Inhibition der Restenose nach PTCA dar. Im ersten Teil der Arbeit konnten wir nach Stimulation von humanen GMZ mit Vitronektin (VN) eine verst{\"a}rkte Tyrosinphosphorylierung (PTyr) verschiedener zellul{\"a}rer Proteine nachweisen. Dabei zeigte sich eine besonders signifikante Phosphorylierung eines Proteins, das mittels Immunpr{\"a}zipitation als "focal adhesion kinase" (FAK) identifiziert wurde. Die erh{\"o}hte PTyr zeigte sich auch am Tyrosinrest FAK Tyr-397, der Autophosphorylierungsstelle der Kinase. Die erh{\"o}hte PTyr von FAK war abh{\"a}ngig von der Stimulation durch VN und nicht zu beobachten, wenn die GMZ auf Poly-L-Lysin ohne spezifische Rezeptor Ligand Interaktion adh{\"a}rierten. Mit Hilfe eines Integrin \&\#61537;V Inhibitors konnte diese rezeptorvermittelte Aktivierung in einer dosisabh{\"a}ngigen Weise verhindert werden. Die Inhibition der durch VN stimulierten Migration (Haptotaxis) mit Hilfe des \&\#61537;V Inhibitors korrelierte mit der Reduktion der Aktivierung Integrin vermittelter Signalwege, im Besonderen der PTyr von FAK. Interessanterweise konnte die Blockade von Integrin \&\#61537;V nicht nur die durch VN stimulierte Haptotaxis, sondern auch die durch Wachstumsfaktoren induzierte Chemotaxis hemmen. Die Migrationsrate wurde mit Hilfe eines modifizierten Boyden-Migrationskammer Experiments ermittelt, das ein in vitro Modell zur Untersuchung von Zellwanderung darstellt. Der \&\#61537;V Inhibitor hemmte auch die Invasion der GMZ in eine Matrigel Matrix und die Sekretion der Matrixmetalloproteinase 2. Eine Apoptose wurde bei den verwendeten Konzentrationen nicht induziert. FAK stellt ein wichtiges Schl{\"u}sselprotein in vielen zellul{\"a}ren Mechanismen dar. So konnte die Beteiligung von FAK in der Regulation der Zellmigration an verschiedenen Zellarten gezeigt werden. Die {\"U}berexpression von FRNK, der C-terminalen Dom{\"a}ne von FAK, ist in der Lage die in vitro Migration von GMZ wie auch die Neointimabildung in einem Schweinemodell zur Entwicklung der Restenose zu verhindern. FAK stellt somit ein vielversprechendes Ziel f{\"u}r die Inhibition der Restenoseentwicklung nach PTCA dar. Der letzte Teil der Arbeit konzentrierte sich auf die Identifikation von Bindungspartnern der N-terminalen Dom{\"a}ne von FAK mit Hilfe eines bakteriellen „two hybrid" Systems. Es wurde als ein m{\"o}glicher Bindungspartner ein 17,9 kDa grosses Protein gefunden. Das humane Homolog ist als AGS4 bezeichnet und stellt einen GTPase Aktivator dar. Es zeigte sich, dass es in der Lage ist, mit der N-terminalen Dom{\"a}ne von FAK zu interagieren, und dass es stark in h{\"a}matopoetischen Zellen exprimiert wird. Zusammenfassend kann man sagen, dass unsere Ergebnisse FAK als ein vielversprechendes Ziel f{\"u}r die Inhibition der GMZ Migration erscheinen lassen. Das Vorliegen verschiedener induzierter Signalwege kann durch die Rolle der EZM Proteine und der Wachstumsfaktoren in der Zellmigration erkl{\"a}rt werden. Das Ziel dieser Studie war die Signalkaskaden, die zu einer GMZ Migration und somit zu einer Restenose f{\"u}hren, zu unterbrechen. Die Ergebnisse zeigen, dass \&\#61537;V Integrine und Signalkaskaden, die FAK vermittelt sind, wichtig f{\"u}r die Zellmigration sind. Die Unterbrechung dieser FAK vermittelten Signalwege, sei es durch einen pharmakologischen Inhibitor oder durch die {\"U}berexpression von FRNK f{\"u}hrte zu einer Inhibition der Migration.},
  subject      = {Restenose},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schmitter2005,
  author    = {Schmitter, Tim},
  title     = {CEACAM3: ein neuartiger phagozytischer Rezeptor der angeborenen Immunantwort zur Erkennung human-spezifischer Pathogene},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17271},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Eine Infektion durch das ausschließlich human-spezifische Pathogen Neisseria gonorrhoeae manifestiert sich bei einer symptomatischen Kolonisierung in der sog. Gonorrh{\"o}, einer venerischen Erkrankung, die durch akute Inflammation des befallenen Gewebes und durch die massive Infiltration von Granulozyten charakterisiert ist. Die Gonokokken k{\"o}nnen im Verlauf einer symptomatischen Infektion {\"u}ber ihre OpaCEA-Adh{\"a}sine mit CEACAM Proteinen unterschiedlicher Wirtszellen interagieren. In der vorliegenden Doktorarbeit sollten anhand verschiedener zellbiologischer, biochemischer und genetischer Methoden die molekularen Vorg{\"a}nge w{\"a}hrend der OpaCEA-Gonokokken-Phagozyten-Interaktion untersucht werden. Der Kontakt von OpaCEA-Gonokokken mit prim{\"a}ren Granulozyten induziert die Formation von Lamellipodien-{\"a}hnlichen Membranausst{\"u}lpungen und f{\"u}hrt zur CEACAM-abh{\"a}ngigen Phagozytose der OpaCEA Gonokokken. Schon in fr{\"u}heren in vitro Versuchen konnte die Reorganisation des Zytoskeletts und die Opsonin-unabh{\"a}ngige, CEACAM-vermittelte Aufnahme OpaCEA-exprimierender Gonokokken in differenzierte promyelomonzyt{\"a}ren Zellen und Granulozyten mit der Stimulation von Kinasen der Src-Familie und der GTPase Rac in Verbindung gebracht werden. Erste in vitro Infektionsversuche mit CEACAM-exprimierenden 293 Zellen, in denen pharmakologische oder genetische Inhibitoren gegen Kinasen der Src-Familie eingesetzt wurden, deuteten darauf hin, dass ausschließlich die CEACAM3-vermittelte Internalisierung der Gonokokken die katalytische Aktivit{\"a}t von Kinasen der Src-Familie ben{\"o}tigt. Dies konnte auch in CEACAM3-exprimierenden, Src-Kinase defizienten Maus-Fibroblasten best{\"a}tigt werden, da nur c-Src rekonstituierte Zellen OpaCEA Gonokokken internalisieren. Die Adh{\"a}sion der OpaCEA Gonokokken an CEACAM3 induziert eine Src-abh{\"a}ngige Tyrosinphosphorylierung der zytoplasmatischen CEACAM3-Dom{\"a}ne und die Kinase selbst kann {\"u}ber ihre SH2-Dom{\"a}ne direkt an das phosphorylierte CEACAM3 binden. Auch die Stimulation der GTPase Rac verl{\"a}uft {\"u}ber das CEACAM3 Protein, da die Expression einer dominant negativen Version der Rho GTPase ausschließlich mit der CEACAM3-, aber nicht mit der CEACAM6-abh{\"a}ngigen Internalisierung der OpaCEA Gonokokken interferiert. Zudem induziert nur die CEACAM3-vermittelte Aufnahme die Rekrutierung und GTP-Beladung des endogenen Rac. Eine zentrale Rolle dabei spielt die Integrit{\"a}t der ITAM-{\"a}hnlichen Sequenz von CEACAM3. Die Mutation beider Tyrosinreste innerhalb der ITAM-{\"a}hnlichen Sequenz oder die komplette Deletion der zytoplasmatischen Dom{\"a}ne inhibieren die CEACAM3-vermittelte Rac-Stimulation und blockieren die Internalisierung der OpaCEA Gonokokken. Aber nicht nur OpaCEA Gonokokken interagieren mit CEACAM3, sondern auch die CEACAM-bindenden Adh{\"a}sine von Moraxella catarrhalis und Haemophilus influenzae f{\"u}hren zur Rac-Stimulation und damit zur Internalisierung der Pathogene. Im letzten Teil der Arbeit konnte das molekulare Bindeglied zwischen der CEACAM3-induzierten Signalkaskade und der Stimulation der kleinen GTPase Rac identifiziert werden. Das Vav Protein fungiert dabei als GEF f{\"u}r die kleine GTPase Rac. Eine dominant negative Version von Vav oder eine spezifische Vav-siRNA inhibieren die CEACAM3-vermittelte Aufnahme von OpaCEA-Gonokokken bzw. die GTP-Beladung von Rac. Interessanterweise bindet das Vav Protein {\"u}ber seine SH2 Dom{\"a}ne direkt an CEACAM3 und zwar nach Phosphorylierung durch aktive Src Kinasen an den Tyrosinrest 230 der ITAM-{\"a}hnlichen Sequenz. Die distinkte CEACAM3-induzierte Signalkaskade erlaubt es, die Bedeutung von CEACAM3 f{\"u}r die Phagozytose CEACAM-bindender Pathogene auch in prim{\"a}ren Granulozyten zu untersuchen. Interessanterweise inhibiert PP2 die Aufnahme der Gonokokken dosisabh{\"a}ngig, wohingegen die Blockade der CEACAM1- bzw. CEACAM6-vermittelten Internalisierung der Gonokokken durch Nystatin keine Auswirkungen zeigt. Auch die Proteintransduktion der dominant-negativen Version von Vav (TAT-Vav-dn) bzw. Rac (TAT-Rac-dn) in prim{\"a}re Granulozyten interferierte effektiv mit der Phagozytose der OpaCEA Gonokokken. Dementsprechend verhindert ausschließlich die Blockade der CEACAM3-vermittelten Phagozytose, aber nicht der CEACAM1- bzw.CEACAM6-vermittelten Aufnahme durch monoklonale Antik{\"o}rper die Internalisierung bzw. die Elimination von CEACAM-bindenden Pathogenen. Diese Arbeiten beschreiben das exklusiv auf Granulozyten exprimierte CEACAM3 Protein als einen neuen gegen CEACAM-bindende Erreger gerichteten phagozytischen Rezeptor der angeborenen Immunantwort.},
  subject      = {Neisseria gonorrhoeae},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Middendorf2005,
  author    = {Middendorf, Barbara},
  title     = {Untersuchungen zur Instabilit{\"a}t von Pathogenit{\"a}tsinseln des uropathogenen Escherichia coli Stammes 536 : "Island Probing" von PAI I(536) - PAI V(536)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-16573},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Der uropathogene Escherichia coli Stamm 536 (O6:K15:H31) stammt aus einem Patienten mit akuter Pyelonephritis und ist heute einer der Hauptmodellorganismen f{\"u}r Studien zum Vorkommen und zur Funktionalit{\"a}t von Pathogenit{\"a}tsinseln (PAIs). Sein Genom enth{\"a}lt sechs genetische Elemente (PAI I(536) bis PAI VI(536)), die an unterschiedlichen Stellen des Chromosoms integriert sind und die Hauptkriterien f{\"u}r PAIs erf{\"u}llen. Sie kodieren f{\"u}r viele Virulenzfaktoren des Stammes, sind am 3' Ende von tRNA Genen integriert, enthalten teils kryptische Fragmente mobiler genetischer Elemente wie Integrase- oder Transposasegene und werden meist von IS Elementen oder 'direct repeats' (DRs) flankiert. Dar{\"u}ber hinaus haben sie die Tendenz, instabil zu sein und aus dem Chromosom zu deletieren. Mit Ausnahme von PAI IV(536) sind alle PAIs von E. coli 536 mit intakten Integrasegenen assoziiert, die zu int Genen des Coliphagen P4 bzw. des Shigella flexneri Phagen SfX {\"a}hnlich sind. Neuere Untersuchungen zeigen, daß diese Gene exprimiert werden und f{\"u}r funktionelle Enzyme kodieren. Zus{\"a}tzlich werden die PAIs ebenfalls mit Ausnahme von PAI IV(536) von DRs unterschiedlicher Gr{\"o}ße flankiert, die den Randbereichen von Prophagen im prokaryontischen Chromosom entsprechen. Es ist daher wahrscheinlich, daß PAI-Deletionen vergleichbar zum Insertions-/Exzisionsmechanismus von Bakteriophagen durch die jeweilige PAI-assoziierte Integrase vermittelt werden und durch ortsspezifische Rekombination zwischen den flankierenden DRs erfolgen. Die Instabilit{\"a}t von PAI I(536) und PAI II(536) ist schon fr{\"u}h belegt worden. Jede Insel kodiert f{\"u}r eine H{\"a}molysindeterminante und ihre Kodeletion f{\"u}hrt zu einem ah{\"a}molytischen Ph{\"a}notyp, der mit einer H{\"a}ufigkeit von 3×10(-5) in vivo und bis 1x10(-3) in vitro auftritt. Die Exzision erfolgt durch ortsspezifische Rekombination zwischen den 16 bp bzw. 18 bp großen flankierenden DRs der PAIs. Da den {\"u}brigen E. coli 536-spezifischen PAIs entsprechende ph{\"a}notypische Marker fehlen, wurde in der hier vorliegenden Arbeit das 'Island Probing'-Verfahren angewendet, um die Instabilit{\"a}t von PAI I(536) bis PAI V(536) im Detail zu untersuchen. Dazu wurde der negative Selektionsmarker sacB separat in die PAIs integriert. Zellen, die diesen Marker tragen, sind saccharosesensitiv und k{\"o}nnen nur in Gegenwart hoher Saccharosekonzentrationen wachsen, nachdem die sacB-markierte PAI aus dem Chromosom deletiert wurde. Auf diese Weise konnten von sacB-markierten Derivaten des Stammes E. coli 536 gezielt PAI-negative Zellen isoliert werden, um die Grunddeletionsraten der PAIs zu bestimmen und ihre Randbereiche zu analysieren. Zus{\"a}tzlich wurde der Einfluß verschiedener Umwelteinfl{\"u}sse wie niedrige/hohe Temperatur, osmotischer Streß, N{\"a}hrstoffmangel, subinhibitorische Antibiotikakonzentrationen oder die Gegenwart konjugativer Plasmide auf die Exzisionsrate untersucht. Die in dieser Arbeit vorgestellten Daten zeigen, daß PAIs von E. coli 536 mit unterschiedlicher H{\"a}ufigkeit deletieren. W{\"a}hrend PAI II(536) und PAI III(536) mit Deletionsraten von 2×10(-5) bzw. 5x10(-5) am instabilsten sind, liegen die Exzisionsraten von PAI I(536) und PAI V(536) mit 2x10(-6) bzw. 1×10(-6) niedriger und deuten auf eine fortschreitende Stabilisierung dieser PAIs hin. Im Gegensatz dazu ist PAI IV(536) bereits vollst{\"a}ndig stabil in das Chromosom eingebettet. W{\"a}hrend die Exzision von PAI I(536), PAI II(536) und PAI V(536) RecA-unabh{\"a}ngig ist und auf ortsspezifischer Rekombination zwischen ihren flankierenden DRs beruht, treten bei PAI III(536) zwei alternative Deletionsmechanismen auf. Die Exzision dieser PAI erfolgt entweder vollst{\"a}ndig durch ortsspezifische Rekombination zwischen den flankierenden DRs oder partiell durch homologe Rekombination zwischen zwei IS100 Elementen innerhalb der PAI. Unabh{\"a}ngig vom Rekombinationsmechanismus f{\"u}hrt die Deletion aber in allen F{\"a}llen zur Bildung zirkul{\"a}rer Intermediate (CIs), die vermutlich aufgrund fehlender Replikationsstartpunkte bei nachfolgenden Zellteilungen verlorengehen. Obwohl CIs von PAI II(536) und PAI III(536) mit Hilfe spezifischer PCR-Reaktionen identifiziert werden konnten, war ein PCR-Nachweis PAI I(536)- und PAI V(536)-spezifischer CIs bedingt durch die niedrigen Deletionsraten dieser Inseln nicht m{\"o}glich. Interessanterweise konnte in dieser Arbeit erstmalig gezeigt werden, daß die Deletion von PAI II(536) und PAI III(536) bei niedriger Wachstumstemperatur, hoher Zelldichte und N{\"a}hrstoffmangel in vitro induzierbar ist, d. h. unter Bedingungen, die auch in nat{\"u}rlichen Biofilmen auftreten k{\"o}nnen. Andere Bedingungen wie osmotischer Streß, subinhibitorische Antibiotikakonzentrationen oder die Anwesenheit konjugativer Plasmide haben keinen Einfluß auf die Deletionsrate der PAIs. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, daß die Instabilit{\"a}t von PAIs bei E. coli 536 in vivo eine wichtige Rolle spielt indem sie zur Genomflexibilit{\"a}t und Evolution sowie zur Modulation der Virulenzgenexpression der Bakterien beitr{\"a}gt.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Winkelmann2005,
  author    = {Winkelmann, Julia},
  title     = {Molekulare Charakterisierung Saposin-{\"a}hnlicher Proteine von Entamoeba histolytica SCHAUDINN},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15927},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Saposin-{\"a}hnliche Proteine (SAPLIPs) sind membraninteragierende Proteine, die sich durch die konservierte Position von drei Disulfidbr{\"u}cken, einer typischen alpha-helikalen Proteinfaltung und der F{\"a}higkeit mit Lipiden zu interagieren, auszeichnen. Ihre zellul{\"a}ren Funktionen sind {\"a}ußerst vielf{\"a}ltig. Bis zum Beginn des Genomsequenzierungsprojektes waren die Amoebapores die einzigen bekannten und charakterisierten SAPLIPs von Entamoeba histolytica, dem Erreger der humanen Am{\"o}benruhr. Aufgrund ihrer antimikrobiellen Aktivit{\"a}t stellen sie f{\"u}r diesen parasitischen Einzeller, der sich von phagozytierten Bakterien ern{\"a}hrt, wichtige Effektormolek{\"u}le dar. Sie k{\"o}nnen aber auch cytolytisch auf Wirtszellen wirken und werden deshalb als bedeutender Pathogenit{\"a}tsfaktor angesehen. Die theoretische computergest{\"u}tzte Datenbankanalyse nach Abschluss der Genomsequenzierung ergab, dass es 16 weitere Gene kodierend f{\"u}r SAPLIPs zus{\"a}tzlich zu den drei Amoebapore-Genen gibt. Die Sequenzen der neuen SAPLIPs sind abgesehen von dem Cysteinmotiv divers und auch die Gr{\"o}ße der Proteine ist sehr unterschiedlich (77 - 1009 Aminos{\"a}uren). Alle besitzen sie jedoch eine einzige, C-terminal gelegene SAPLIP Dom{\"a}ne. Außer der SAPLIP-Dom{\"a}ne konnten keine weiteren bekannten funktionellen oder strukturellen Dom{\"a}nen in den relevanten Datenbanken identifiziert werden, die auf m{\"o}gliche Funktionen h{\"a}tten hinweisen k{\"o}nnen. Alle SAPLIP-Gene werden gleichzeitig in axenisch kultivierten Trophozoiten transkribiert wie durch reverse Transkriptions-PCR gezeigt wurde. Die vergleichende transkriptionelle Analyse im Mikroarray ergab, dass nach Kontakt mit menschlichen Kolonzellen keine Hochregulierung dieser Gene mit Ausnahme des Amoebapore A Gens stattfindet. F{\"u}r die parallele Klonierung der verschiedenen SAPLIP-Dom{\"a}nen wurde ein "Expressionsscreening" in E.coli mit dem gr{\"u}n fluoreszierenden Protein als Reporterprotein etabliert, das die erfolgreiche Klonierung und Expression eines Fragments aufgrund der Fluoreszenz der Bakterienkolonie bereits auf der Ebene der Transformation anzeigt. Die rekombinant exprimierte und bis zur Homogenit{\"a}t gereinigte SAPLIP-Dom{\"a}ne von SAPLIP 12 wies Amoebapore-{\"a}hnliche Aktivit{\"a}ten auf. Unter Verwendung von Liposomen konnte porenbildende Aktivit{\"a}t nachgewiesen werden, wobei diese Aktivit{\"a}t stark an einen sauren pH-Wert gebunden ist. Die SAPLIP-Dom{\"a}ne 12 ist aber auch antibakteriell und dieses sogar mit vergleichbarer Selektivit{\"a}t wie Amoebapore A, n{\"a}mlich Zelllyse von gram-positiven B. megaterium war nachweisbar, jedoch nicht von gram-negativen E. coli. Strukturell unterscheiden sich die SAPLIP-Dom{\"a}ne 12 und Amoebapore A bez{\"u}glich der Exposition positiver Ladungsansammlungen auf der Proteinoberfl{\"a}che und des Fehlens des f{\"u}r den Mechanismus der Amoebapores essentiellen Histidinrestes an entsprechender Position in der Sequenz. Dar{\"u}ber hinaus {\"u}bt die SAPLIP-Dom{\"a}ne 12 eine im Vergleich zum Amoebapore A geringere spezifische Aktivit{\"a}t aus. Diese Eigenschaften weisen darauf hin, dass es sich um einen anderen Wirkungsmechanismus handeln k{\"o}nnte. F{\"u}r die SAPLIP-Dom{\"a}ne 12 w{\"a}re eine {\"u}ber die positiven Ladungen der Proteinoberfl{\"a}che vermittelte Interaktion mit den negativ geladenen Phospholipidk{\"o}pfen von Membranen denkbar, die bei Erreichen einer bestimmten Konzentration in einer St{\"o}rung der Lipidordnung und letztendlich in der Aufl{\"o}sung der Membranstruktur resultieren k{\"o}nnte. SAPLIP 3 {\"a}hnelt den Amoebapores in der Gr{\"o}ße und molekularen Architektur und kann somit als funktionelle Einheit angesehen werden, es unterscheidet sich aber durch eine hohe negative Nettoladung von den Amoebapores. Außerdem ist das rekombinante SAPLIP 3 nicht antibakteriell und die Membraninteraktionen dieses SAPLIPs unterscheiden sich grundlegend von denjenigen, die f{\"u}r die Amoebapores beschrieben sind. SAPLIP 3 zerst{\"o}rt nicht einfach die Liposomenstruktur wie von den porenbildenden Amoebapores bekannt, sondern es vermittelt die Fusion von multilamellaren Liposomen unter Freisetzung des Liposomeninhalts. Diese Aktivit{\"a}t ist abh{\"a}ngig von der Anwesenheit anionischer Lipide und von einem sauren pH-Wert. Die F{\"a}higkeit zur Vesikelfusion sowie die Verteilung der negativen Ladungen von SAPLIP 3 auf der Proteinoberfl{\"a}che {\"a}hneln Merkmalen des humanen Saposin C. Neben der Funktion als Cofaktor von Exohydrolasen, die im Sphingolipid Katabolismus involviert sind, wird angenommen, dass die F{\"a}higkeit von Saposin C, Vesikel zu fusionieren, wichtig f{\"u}r die Reorganisation der humanen lysosomalen Kompartimente ist. Die Saposin C-{\"a}hnlichen Charakteristika von SAPLIP 3 geben Grund zu der Annahme, dass es bereits in einem so basalen Organismus wie der Am{\"o}be ein Protein mit Saposin-{\"a}hnlichen membranfusionierenden Aktivit{\"a}ten gibt und dass dieses SAPLIP entsprechende Funktionen w{\"a}hrend endo- und exozytotischer Transportprozesse in der Am{\"o}be {\"u}bernehmen k{\"o}nnte.},
  subject      = {Entamoeba histolytica},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Michel2005,
  author    = {Michel, Antje},
  title     = {Molekularbiologische Untersuchungen zur Eignung Virulenz-relevanter Faktoren als Zielstrukturen f{\"u}r die Entwicklung neuer Antibiotika gegen Staphylococcus aureus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15128},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Staphylococcus aureus ist ein bedeutender opportunistischer Krankheitserreger, der eine Vielzahl von Infektionen in Menschen und Tieren hervorrufen kann. Das Krankheitsbild reicht von leichten Hautinfektionen bis hin zu lebensbedrohlichen Infektionen wie Endokarditis, Sepsis oder Pneumonien. S. aureus ist ein Haupterreger nosokomialer Infektionen. Besonders die Antibiotikaresistenzentwicklung von S. aureus-St{\"a}mmen ist problematisch. Als wirksame Antibiotika k{\"o}nnen zur Zeit oft nur noch Vancomycin, Synercid oder Linezolid zur Therapie eingesetzt werden. Die alarmierende Resistenzentwicklung in S. aureus verdeutlicht, dass die Entwicklung neuer Antibiotika und die Identifizierung neuer bakterieller Angriffsstrukturen dringend erforderlich ist. G{\"a}ngige antiinfektive Therapeutika sind gegen die bakterielle Zellwandsynthese, den DNA- und RNA-Stoffwechsel oder die Proteinbiosynthese gerichtet. In dieser Arbeit sollten Virulenz-relevante Zielstrukturen f{\"u}r die Entwicklung neuer Antibiotika untersucht werden. Insgesamt wurden sieben Gene analysiert, von denen vier zu Anfang dieser Arbeit in S. aureus noch nicht charakterisiert waren. Die Zielgene (clpP, purH, ssrA und smpB) in S. aureus sollten deletiert werden, um ihre {\"U}berlebensnotwendigkeit in vitro- und in vivo zu {\"u}berpr{\"u}fen. Eine Deletion gelang bei den Genen clpP und purH, die somit als nicht essenziell in S. aureus zu betrachten sind. Die bereits zuvor als nicht-essenziell charakterisierten Gene arlR, arlS und putP wurden deletiert und die Mutanten dclpP, darlR, darlS, dpurH und dputP wurden ph{\"a}notypisch in Hinsicht auf ihren Einfluss auf die Pathogenit{\"a}t in S. aureus analysiert. Die differenzielle Genexpression der Mutanten dclpP und darlR wurde mit Hilfe von Microarray-Hybridisierungsexperimenten untersucht. Die \&\#8710;clpP-Mutante zeigte einen starken Wachstumsdefekt bei verschiedenen Temperaturen (30, 37, 42°C) und war nicht mehr in der Lage bei 20°C zu wachsen. Ebenso war das Wachstum unter anaeroben Bedingungen stark beeintr{\"a}chtigt. Der Stamm dclpP wies eine verringerte h{\"a}molytische Aktivit{\"a}t sowie eine verminderte Adh{\"a}renz an Polystyren auf. Außerdem konnte eine stark erh{\"o}hte autolytische Aktivit{\"a}t in einem Triton X-100-Assay beobachtet werden. In einem Invasions-Zellkulturassay mit 293T-Epithelzellen konnte eine ~10-fach erh{\"o}hte Invasivit{\"a}t im Vergleich zu dem isogenen Wildtyp festgestellt werden. Die Komplementierung der \&\#8710;clpP-Mutante durch Einf{\"u}hrung eines clpP-Expressionsvektors f{\"u}hrte nahezu bei allen getesteten Bedingungen zur Wiederherstellung des wildtypischen Ph{\"a}notyps. Die Transkriptomanalyse der dclpP-Mutante ergab eine deutliche Ver{\"a}nderung in der Genexpression (15 \% aller Gene). Eine computerunterst{\"u}tzte Analyse der Upstreambereiche der deregulierten Gene f{\"u}hrte zu der Identifizierung verschiedener Regulons, die bei der bakteriellen Antwort auf verschiedene Stressbedingungen eine Rolle spielen. Die clpP-Deletion betrifft besonders Regulatoren, deren Aktivit{\"a}t in Abh{\"a}ngigkeit zu ver{\"a}nderten Redox-Bedingungen reguliert wird, wie z. B. verschiedenen Stressbedingungen und Anaerobiose. Die Konstruktion der darlR- und darlS-Mutanten f{\"u}hrte zu einer gesteigerten h{\"a}molytischen Aktivit{\"a}t, einer erh{\"o}hten Adh{\"a}renz an Polystyren sowie einer erh{\"o}hten autolytischen Aktivit{\"a}t in Triton X-100-Assays. Die Internalisierungsrate durch 293T-Epithelzellen war vermindert. Die darlR-Mutante wurde in einem Katheter-assoziierten Infektionsmodell in Ratten eingesetzt. Die kompetitive Infektion mit Mutante und Wildtyp ergab einen deutlichen Nachteil bei der Etablierung einer Infektion durch die Mutante. Die Transkriptomanalyse der 8325darlR-Mutante in der exponenziellen und in der station{\"a}ren Phase unterstreicht den großen Einfluss des ArlRS-Zwei-Komponenten-Systems auf die Regulation der Genexpression in S. aureus. In der exponenziellen Phase wurden insgesamt 5 \% und in der station{\"a}ren Phase 15 \% der Gene differenziell exprimiert. dpurH- und dputP-Mutanten wiesen in vitro keine Ver{\"a}nderungen im Wachstums-verhalten, der Biofilmbildung oder h{\"a}molytischen Aktivit{\"a}t auf. In einem Infektionsmodell in Ratten f{\"u}hrte die Deletion von purH in dem S. aureus-Stamm MA12 zu einer signifikanten Verminderung der Virulenz. Die Herstellung von smpB- und ssrA-Deletionsmutanten verlief ohne Erfolg. Es wurde versucht, einen direkten Nachweis f{\"u}r den essenziellen Charakter dieser Gene durch den Einsatz konditional letaler Expressionssysteme zu erbringen. Weder der Austausch des wildtypischen durch einen regulierbaren Promotor noch eine Antisense-RNA-Strategie war f{\"u}r eine eindeutige Kl{\"a}rung dieser Frage ausreichend. Es konnte durch diese Arbeit jedoch gezeigt werden, dass die Antisense-RNA-Strategie eine Beeintr{\"a}chtigung des Wachstums von S. aureus bewirkt.},
  subject      = {Staphylococcus aureus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Agerer2005,
  author    = {Agerer, Franziska},
  title     = {Integrin-vermittelte Invasion von Staphylococcus aureus in S{\"a}ugerzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14557},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Der Gram-positive Erreger Staphylococcus aureus ist ein Bestandteil der normalen Haut und Schleimhautflora des Menschen, kann aber auch ein weites Spektrum von Krankheitsbildern hervorrufen. Ein besonderes Charakteristikum dieses Pathogens besteht in der Expression von Oberfl{\"a}chenstrukturen, welche eine hohe Affinit{\"a}t f{\"u}r Proteine der extrazellul{\"a}ren Matrix (ECM) von eukaryontischen Organismen aufweisen und die kollektiv als MSCRAMM (microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules) bezeichnet werden. Das auf der Bakterienoberfl{\"a}che gebundene Fn kann in der Folge als eine Art molekulare Br{\"u}cke zwischen FnBP exprimierenden S. aureus und dem Fn-Rezeptor auf der Wirtszellseite, dem Integrin 51, dienen. Neben der Anheftung an das Wirtsgewebe kann die indirekte Assoziation mit Integrin 51 die Aufnahme der Bakterien durch die eukaryontische Zelle ausl{\"o}sen. Wie die bakterielle Adh{\"a}sion an Integrin 51 und die Aggregation der Integrine durch die mit Fn-beschichteten Bakterien in ein Signal zur Aufnahme der Pathogene durch die Zelle umgesetzt wird, ist nicht vollst{\"a}ndig gekl{\"a}rt und sollte im Rahmen dieser Arbeit untersucht werden. Zu diesem Zweck wurde ein neues und effektives Protokoll zur fluoreszenzmikroskopischen Differenzierung von extra- und intrazellul{\"a}ren Bakterien entwickelt. Diese Methode besitzt den Vorteil, von Bakterien-spezifischen Antik{\"o}rpern unabh{\"a}ngig zu sein. Dadurch bietet sich die M{\"o}glichkeit, Bakterien, gegen die es noch keine spezifischen Antiseren gibt, dennoch auf ihre zellul{\"a}re Lokalisation und Invasivit{\"a}t mittels mikrobiologischer Methoden untersuchen zu k{\"o}nnen. Im Hinblick auf die n{\"a}here Untersuchung der Signaltransduktion bei der Invasion von S. aureus war die kritische Rolle von Tyrosinkinasen f{\"u}r die Integrin-vermittelte Invasion ein erster wichtiger Hinweis. Diese Befunde f{\"u}hrten zu weiteren spezifischeren Untersuchungen, wobei eine wichtige Rolle f{\"u}r Kinasen der Src Familie gezeigt werden konnte. Ein weiterer Hinweis auf die Bedeutung der Src-Kinasen f{\"u}r die Internalisierung von S. aureus war ein dramatischer R{\"u}ckgang der Aufnahmerate in Src/Yes/Fyn-defizienten Maus-Fibroblasten, verglichen mit Src-rekonstituierten Zellen. Auf biochemischer Ebene konnte eine deutliche Aktivierung der Src-Kinase nach einer Infektion mit S. aureus, nicht aber nach Infektion mit dem nicht-pathogenen S. carnosus festgestellt werden. Integrin-reiche fokale Kontakte (FK) sind angereichert mit Proteinen wie Talin, Vinculin, Paxillin, Tensin, -Actinin oder Zyxin sowie Signalenzymen wie der Fokalen Adh{\"a}sions Kinase (FAK) oder Kinasen der Src Familie. Die Protein Tyrosin Kinase (PTK) FAK ist nach Integrinstimulierung eines der Schl{\"u}sselenzyme in FK. Dies war der Anlass nach der Bedeutung von FAK f{\"u}r die Integrin-vermittelte Internalisierung von S. aureus zu fragen. Ebenfalls ein wichtiger Hinweis waren die starken Rekrutierungen von Markerproteinen von fokalen Komplexen zum Ort von zellgebunden S. aureus nicht aber von S. carnosus. Daraufhin wurde mittels dominant-negativer FAK-Mutanten und FAKdefizienter Mausfibroblasten der Einfluss von FAK f{\"u}r die Internalisierung von S. aureus untersucht. Bei beiden Versuchsans{\"a}tzen konnte ein starker R{\"u}ckgang der Aufnahme beobachtet werden. Zusammengefasst best{\"a}tigten diese Ergebnisse die essentielle Rolle von FAK f{\"u}r die Integrin vermittelte Aufnahme der pathogenen S. aureus. Bei der Reorganisation des Aktin-Zytoskeletts spielen eine Reihe von Proteinen eine wichtige Rolle, darunter auch Cortactin. Cortactin ist ein bekanntes Substrat der Src-Kinasen und es lag nahe, nach einer funktionellen Verbindung von Src, FAK und Cortactin zu suchen. Dominant-negative Cortactin-Mutanten, die keine Assoziation mit dem Arp2/3 Komplex oder mit Dynamin aufweisen, oder welche die von Src-vermittelte Phosphorylierung am C-Terminus verhindern, blockierten die Aufnahme von S. aureus. Mikroskopisch konnte eine starke Rekrutierung von Cortactin zu zellgebundenen S. aureus beobachtet werden, jedoch wurde die Rekrutierung nicht von FAK beeinflusst. Die Phosphorylierung von Cortactin aufgrund S. aureus-Infektion war allerdings FAK- und Src-abh{\"a}ngig. Diese Ergebnisse legen nahe, dass ine bisher unbeschriebene FAK/Src Cortactin Signalachse f{\"u}r die Regulation der Integrin-Internalisierung verantwortlich ist. Die detaillierten Untersuchungen der rezeptorvermittelten Aufnahme und der dabei induzierten Signaltransduktion in Wirtszellen gaben neue Erkenntnisse {\"u}ber die Pathogenit{\"a}tsstrategien von S. aureus. Dar{\"u}ber hinaus erm{\"o}glichen diese Arbeiten neue Einblicke in die molekularen Vorg{\"a}nge, welche die Internalisierung von Integrinen steuern.},
  subject      = {Staphylococcus aureus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schneider2005,
  author    = {Schneider, Gy{\"o}rgy},
  title     = {Studies on the architecture and on transferability of pathogenicity islands of uropathogenic Escherichia coli strain 536},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14231},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {The establishment of genomic approaches including the sequence determination of complete bacterial genomes started a new era in microbiological research. Since then more than two hundred prokaryotic and eukaryotic genomes have been completely sequenced, and there are additional complete genome projects including different bacterial species and strains in progress (http://www.tigr.org, http://www.sanger.ac.uk). The continously growing amount of bacterial DNA sequence information gives us also the possibility to gain deeper insight into bacterial pathogenesis. With the help of comparative genomics, microbiological research can focus on those DNA sequences that are present in pathogenic bacteria but are absent in non-pathogenic strains. With this knowledge and with the help of molecular biological methods such as PCR,DNA-chip technology, subtractive hybridisation, transcriptomics and proteomics we can analyse in detail what makes a particular bacterial strain pathogenic. This knowledge also gives us the possibility to develop new vaccines, therapeutic approaches or diagnostic tools. The aim of this work was the structural and functional analysis of DNA regions of uropathogenic Escherichia coli strain 536 that belong to the flexible E. coli gene pool. The first part of this thesis focused on the identification and structural characterisation of pathogenicity island V of strain 536 (PAI V536). PAI V536 is integrated at the pheV tRNA gene at 64 minutes of the E. coli K-12 chromosome. In addition to the intact pheV tRNA gene, a truncated copy ('pheV) that represents the last 22 bp of this gene's 3'-end was identified 49 kb downstream of pheV on PAI V536. The analysis of the DNA sequence flanked by pheV and 'pheV revealed characteristics that are typical of PAIs. This DNA region exhibits homology to IS-elements and prophages and also comprises determinants coding for the Pix fimbriae, a phosphoglycerate transport system, an autotransporter, as well as for hypothetical proteins. Downstream of 'pheV, the K15 capsule determinant (kpsK15) of this strain is located. Structural analysis of the 20-kb kpsK15 locus revealed a so far unknown genetic organisation indicative of recombination events between a group 2 and group 3 capsule gene cluster. Downstream of the capsule determinant, the genes encoding a type II secretion system (general secretion pathway -GSP) are located on PAI V536. The K15 capsule locus was functionally characterized. Specific inactivation of each of the regions 1 to 3 of the kpsK15 gene cluster, and the use of a K15 capsule-specific antiserum demonstrated that this determinant is the functional K15 capsule locus of strain 536. It has been shown in an experimental murine model of ascending urinary tract infection with suckling mice that the K15 capsule contributes to urovirulence. Interestingly, the K15 capsule is not involved in serum resistance of strain 536. Inactivation of the PAI V536-encoded type II secretion system excluded a role of this general secretion pathway for capsule biosynthesis and virulence of strain 536 in the murine ascending urinary tract infection model. In the second part of the thesis, the transferability of PAIs was further investigated. Using PAI II536 as a model, mobilisation of this island from strain 536 into suitable recipient strains was investigated. For this purpose, an antibiotic resistance cassette, the R6K origin of replication as well as plasmid pGP704 carrying the mobilisation region of plasmid RP4 have been inserted into PAI II536. Transformation with the helper plasmid RP4, resulted a derivative of strain 536 that was used as a donor for conjugation experiments, while for recipient the pir + laboratory strain SY327 was used. After deletion the circularised PAI II536 was mobilised with the help of the conjugative helper plasmid (RP4) into the recipient laboratory strain SY327. The frequency of this event was about 10-8. It was also demonstrated that in the transconjugant strains the mobilized PAI II536 could be permanently present as a circular form and also can be integrated into the chromosome at the same chromosomal insertion site (leuX) as in the donor strain 536. Furthermore, after mobilisation and chromosomal integration of PAI II536 it was possible to remobilise this PAI back to a PAI II536-negative derivative of strain 536. The results obtained in this thesis increase our knowledge of the structure and function of a pathogenicity island of uropathogenic E. coli strain 536 and shed some light on the mechanisms contributing to genome plasticity and evolution of pathogenic E. coli variants.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {en}
}