@phdthesis{Schillig2013,
  author    = {Schillig, Rebecca},
  title     = {Funktionelle Analyse der Zink-Cluster-Transkriptionsfaktorfamilie von Candida albicans durch artifizielle Aktivierung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-79608},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Der Hefepilz Candida albicans geh{\"o}rt zu den opportunistischen Infektionserregern. Er ist Teil der nat{\"u}rlichen Mikroflora der Schleimh{\"a}ute des Gastrointestinal- und Urogenitaltraktes des Menschen. Bei St{\"o}rungen des nat{\"u}rlichen Gleichgewichts dieser Flora kann es zu oberfl{\"a}chlichen Mykosen, z. B. der oropharyngealen Candidiasis (Mundsoor), kommen. Besonders immunsupprimierte Patienten, wie AIDS-Patienten, leiden h{\"a}ufig unter immer wiederkehrenden Infektionen, die mitunter auch zu schwerwiegenden Infektionsverl{\"a}ufen, bis hin zu lebensbedrohlichen systemischen Mykosen f{\"u}hren k{\"o}nnen. Zur Therapie solcher Erkrankungen werden oft Ergosterolbiosyntheseinhibitoren, wie Fluconazol, eingesetzt. Besonders bei wiederkehrenden Infektionen und wiederholender Therapie ist C. albicans in der Lage, gegen diese h{\"a}ufig verabreichten Antimykotika Resistenzen zu entwickeln. Hierbei spielen Zink-Cluster-Transkriptionsfaktoren eine zentrale Rolle. Zink-Cluster-Proteine geh{\"o}ren zu einer pilzspezifischen Familie von Transkriptionsfaktoren, die ein großes Spektrum an zellul{\"a}ren Prozessen regulieren. Die gut charakterisierten Regulatoren Upc2, Tac1 und Mrr1 geh{\"o}ren zu den Zink-Cluster-Transkriptionsfaktoren, die maßgeblich zur Resistenzentwicklung von C. albicans beitragen. Upc2 kontrolliert die Expression vieler Ergosterolbiosynthesegene, besonders die von ERG11, welches f{\"u}r die Zielstruktur des g{\"a}ngigen Antimykotikums Fluconazol kodiert. Tac1 und Mrr1 hingegen regulieren die Expression von Multidrug-Effluxpumpen, den ABC-Transportern CDR1 und CDR2 bzw. dem Major Facilitator MDR1. Gain-of-function-Mutationen in diesen Transkriptionsfaktoren resultieren in einer konstitutiven {\"U}berexpression ihrer Zielgene und sind verantwortlich f{\"u}r die Resistenz vieler klinischer Isolate. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass die Fusion von Mrr1 mit der Gal4-Aktivierungsdom{\"a}ne von Saccharomyces cerevisiae zu einem konstitutiv aktiven Hybridtranskriptionsfaktor f{\"u}hrte, der eine MDR1-{\"U}berexpression bewirkte und Fluconazolresistenz vermittelte. Dieses Hybridprotein vermittelte sogar eine h{\"o}here Resistenz als ein Mrr1 mit nat{\"u}rlich vorkommenden gain-of-function-Mutationen. Analoge Fusionen mit Tac1 und Upc2 resultierten ebenfalls in einer konstitutiven Aktivierung dieser Transkriptionsfaktoren, die einen starken Anstieg der Fluconazolresistenz zur Folge hatte. Daraus ergab sich die Schlussfolgerung, dass dies eine generelle Methode sein k{\"o}nnte, die Zink-Cluster-Transkriptionsfaktoren k{\"u}nstlich zu aktivieren und so ihre biologischen Funktionen zu offenbaren, ohne die genauen Bedingungen f{\"u}r ihre Aktivit{\"a}t zu kennen. Deshalb wurde auf der Basis dieser Strategie eine Bibliothek von C.-albicans-St{\"a}mmen konstruiert, in der alle 82 putativen Zink-Cluster-Transkriptionsfaktoren in dieser m{\"o}glicherweise hyperaktiven Form exprimiert werden. Untersuchungen dieser Bibliothek offenbarten neue Transkriptionsfaktoren, die Fluconazolresistenz vermittelten, aber auch noch unbekannte Regulatoren der Morphogenese und andere Ph{\"a}notypen konnten beobachtet werden. Um einen tieferen Einblick in die Funktionsweise zu bekommen, wurden die Transkriptionsprofile der vier Transkriptionsfaktoren ermittelt, die in ihrer hyperaktiven Form die h{\"o}chste Fluconazolresistenz bewirkten. Dabei stellte sich heraus, dass die zwei k{\"u}nstlich aktivierten (*) Regulatoren ZCF34* und ZNC1* die Expression der wichtigsten Multidrug-Effluxpumpe CDR1 stark hochregulierten. Der Transkriptionsfaktor mit dem vorl{\"a}ufigen Namen ZCF34 konnte im Verlauf dieser Arbeit als ein wichtiger Regulator f{\"u}r die CDR1-Expression identifiziert werden. Er ist sowohl an der Aktivierung der Expression von CDR1 beteiligt als auch f{\"u}r die basale CDR1-Promotoraktivit{\"a}t notwendig. Aus diesem Grund wurde er in MRR2 (multidrug resistance regulator 2) umbenannt. Mit der Entdeckung eines neuen Regulators der wichtigsten Multidrug-Effluxpumpe von C. albicans wurde ein wichtiger Beitrag zum Verst{\"a}ndnis der Regulation solcher Transporter geleistet. Die {\"U}berexpression dieser Pumpen ist einer der h{\"a}ufigsten Resistenzmechanismen in C. albicans. Auf diesem Wege kann Resistenz gegen strukturell v{\"o}llig unterschiedliche Antimykotika bewirkt werden. Somit stellen sowohl diese Effluxpumpen, als auch deren Regulatoren m{\"o}gliche Angriffsziele f{\"u}r die Entwicklung neuer oder Weiterentwicklung bereits vorhandener Antimykotika dar.},
  subject      = {Candida albicans},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schiller2014,
  author    = {Schiller, Roswitha Dorothee},
  title     = {Studien zu Virulenzeigenschaften typischer und atypischer uropathogener Escherichia coli},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-103907},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Die Forschungsergebnisse der letzten Jahre liefern immer mehr Hinweise darauf, dass eine klare Unterscheidung von Fitness- und Virulenzfaktoren in vielen F{\"a}llen, insbesondere bei extraintestinal pathogenen Escherichia coli, nicht m{\"o}glich ist. So l{\"a}sst sich auch bei Harnwegsinfektionen verursachenden E. coli den bakteriellen und teils stammspezifischen Faktoren oftmals nicht eindeutig eine typische Virulenz- oder Fitness-assoziierte Funktion zuordnen. Zudem werden in neueren Studien immer h{\"a}ufiger atypische uropathogene Isolate von E. coli beschrieben, die in ihrem „Virulenzrepertoire" deutlich von typischen uropathogenen E. coli (UPEC) abweichen, da sie keine klassischen UPEC-Virulenzfaktoren aufweisen. In dieser Arbeit wurden daher Virulenzeigenschaften typischer als auch atypischer UPEC untersucht. Der Effekt eines bestimmten bakteriellen Faktors auf den Wirtsorganismus wird teilweise indirekt durch sekund{\"a}re Modifikation bedingt. Dies offenbart sich beispielsweise am Autotransporterprotein AIDA-I, dessen Konformation durch posttranslationale Glykosylierung stabilisiert wird, wodurch es seine Funktionalit{\"a}t als Adh{\"a}sin erh{\"a}lt. Da bisherige Studien zum AIDA-I homologen Autotransporterprotein Antigen 43 (Ag43) auf der Analyse von k{\"u}nstlich glykosyliertem Protein basieren, lag ein Schwerpunkt dieser Arbeit auf der Untersuchung der nat{\"u}rlichen Glykosylierung von Ag43 in UPEC Stamm 536. Es zeigte sich, dass beide Ag43-Varianten von E. coli Stamm 536 nat{\"u}rlicherweise glykosyliert vorliegen, der Grad der Glykosylierung jedoch wesentlich geringer ausf{\"a}llt als bei nat{\"u}rlich glykosyliertem AIDA-I. Inwieweit die nat{\"u}rliche Glykosylierung von Ag43 zu dessen Funktionalit{\"a}t beitr{\"a}gt, kann erst durch die Identifizierung der f{\"u}r die Ag43-Glykosylierung verantwortlichen Glykosyltransferase gekl{\"a}rt werden. Die in silico-Analyse des Genoms von UPEC Stamm 536 f{\"u}r potentielle Glykosyltransferasen von Ag43 lieferte neun Kandidatengene. Die Gene wurde teils im Wildtyp-Hintergrund, teils im rfaH-negativen Hintergrund von E. coli Stamm 536 deletiert und die Mutanten im Anschluss ph{\"a}notypisch charakterisiert. Die Deletion der Kandidatengene waaF, waaG und waaQ, die f{\"u}r Glykosyltransferasen des LPS-Biosynthesesystems kodieren, f{\"u}hrte zu den deutlichsten Unterschieden in Bezug auf Motilit{\"a}t, Curli/Zellulose-Produktion, H{\"a}molyseaktivit{\"a}t und Expression von Typ 1 Fimbrien. Der Einfluss des „knock-out" der Kandidatengene auf die Glykosylierung von Ag43 muss in weiterf{\"u}hrenden Studien untersucht werden. Zur Charakterisierung des uropathogenen Virulenzpotentials verschiedener E. coli St{\"a}mme in vivo hat sich in den letzten Jahren das murine Modell der aufsteigenden Harnwegsinfektion etabliert. Mit Hilfe dieses Modells wurden in der vorliegenden Arbeit sowohl spezifische Deletionsmutanten prototypischer UPEC als auch atypische E. coli Harnwegsisolate bez{\"u}glich ihrer Urovirulenz getestet und verglichen. Bei der Untersuchung der klassischen UPEC lag der Fokus auf der m{\"o}glichen Urovirulenzmodulation durch die folgenden spezifischen Faktoren: dem Autotransporterprotein Ag43, dem „Response regulator" UvrY, dem Polyketid Colibactin sowie dem Exopolysaccharid poly-β-1,6-N-Acetylglucosamin (PGA). F{\"u}r Ag43 war bei der Etablierung einer Harnwegsinfektion keine eindeutige Funktion feststellbar. Es ist jedoch denkbar, dass Ag43 zur Langzeitpersistenz im Harnwegstrakt beitragen kann, was in weiteren Studien belegt werden sollte. Die Expression von UvrY in der nat{\"u}rlichen uvrY-Deletionsmutante UPEC Stamm 536 ließ keine Erh{\"o}hung des Urovirulenzpotentials im Mausmodell erkennen. In diesem Zusammenhang konnte allerdings gezeigt werden, dass die Expression des Genotoxins Colibactin in UPEC Stamm 536 dessen Virulenz signifikant herabsetzte. Die Untersuchungen zur Relevanz des Exopolysaccharids PGA belegen deutlich, dass PGA f{\"u}r die Langzeitpersistenz von E. coli im murinen Harnwegstrakt ben{\"o}tigt wird. F{\"u}r die initiale Kolonisierung scheint PGA hingegen keine Bedeutung zu haben. F{\"u}r atypische UPEC Isolate, die Charakteristika von STEC und EAEC zeigen und sich in ihrem Virulenzmuster deutlich von prototypischen UPEC unterscheiden, ließ sich im murinen Modell der aufsteigenden Harnwegsinfektion, verglichen mit dem UPEC Modellorganismus 536, ein {\"a}hnliches, teils sogar erh{\"o}htes uropathogenes Virulenzpotential nachweisen. Die Ergebnisse der Arbeit untermauern somit die heutige Vorstellung bez{\"u}glich der Entwicklung und Etablierung einer Harnwegsinfektion, dass verschiedene E. coli St{\"a}mme unterschiedliche (Kontroll-) Mechanismen entwickelt haben, um erfolgreich den Harnwegstrakt kolonisieren und eine Infektion ausl{\"o}sen zu k{\"o}nnen. Zudem weisen sie darauf hin, dass diese F{\"a}higkeit nicht auf Isolate typischer phylogenetischer UPEC Entwicklungslinien beschr{\"a}nkt und auf das Vorhandensein charakteristischer UPEC Virulenzfaktoren angewiesen ist.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Rupp2009,
  author    = {Rupp, Ingrid},
  title     = {Die Gametogenese des humanpathogenen Malariaerregers Plasmodium falciparum - eine Charakterisierung von daran beteiligten Proteasen sowie die Beschreibung und Funktionsanalyse von dabei auftretenden interzellul{\"a}ren Gametenfilamenten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-47830},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Malaria stellt mit einer Mortalit{\"a}t von {\"u}ber einer Million Menschen pro Jahr die bedeutsamste Tropenkrankheit f{\"u}r den Menschen dar. Wachsende Resistenzen der Malariaerreger gegen{\"u}ber den verf{\"u}gbaren Medikamenten erh{\"o}hen mehr denn je den Druck, neue Therapiem{\"o}glichkeiten sowie einen Impfstoff gegen diese Krankheit zu entwickeln. Eine Unterbrechung des sexuellen Fortpflanzungszyklus im Laufe der Transmission von Mensch zu Stechm{\"u}cke w{\"u}rde zu einem Verbreitungsstopp des Erregers f{\"u}hren. Sowohl die Identifizierung von molekularen Wechselwirkungen als auch die Erforschung von an Fertilisationsereignissen beteiligten Prozessen sind wichtige Schritte, um die Sexualphase des Erregers aufzukl{\"a}ren und neue Angriffspunkte f{\"u}r Medikamente oder Vakzine zu entwickeln. Dem Genom von P. falciparum konnten 92 putative Proteasen zugeordnet werden, von denen nur ein geringer Bruchteil charakterisiert worden ist. Unter Anwendung von Protease-Inhibitoren konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass die Exflagellation der m{\"a}nnlichen Gameten die Beteiligung von Proteasen verschiedener Kategorien ben{\"o}tigt. Die Ergebnisse belegten, dass die Aktivit{\"a}t von zwei oder mehr Serinproteasen, von Falcipain-{\"a}hnlichen Cysteinproteasen, von nicht-Thermolysin-{\"a}hnlichen Zink-Metalloproteasen und von Aspartatproteasen f{\"u}r den erfolgreichen Abschluss der m{\"a}nnlichen Gametogenese eine wichtige Voraussetzung ist. Die Lokalisation des Cysteinproteasen- und Falcipain-hemmenden Inhibitors bADA konnte erstmals im Zytosol von Sexualstadien nachgewiesen werden. In dieser Arbeit wurden zus{\"a}tzlich die Proteasen Calpain, DPAP2, GPI8, Metacaspase 2, Plasmepsin 6 und PfSub3 n{\"a}her untersucht. RT-PCR-Analysen konnten die Transkription der sechs ausgesuchten Proteasen in gemischten asexuellen Parasiten sowie zum Großteil in Gametozyten, Gameten und Zygoten belegen. Die Transformation von asexuellen Parasiten mit entsprechenden knockout-Konstrukten deckte f{\"u}r Metacaspase 2 und PfSub3 auf, dass sie im asexuellen Vermehrungszyklus nicht essentiell und die entsprechenden Genloci f{\"u}r Rekombinationsereignisse zug{\"a}nglich sind. Die Ergebnisse der {\"u}brigen Transformationen deuteten darauf hin, dass Calpain essentiell im asexuellen Vermehrungszyklus und dass der Genlocus von Plasmepsin 6 f{\"u}r Rekombinationsereignisse unzug{\"a}nglich ist. Proteinexpressionsstudien anhand von Western-Blot-Analysen und Immunfluoreszenzstudien f{\"u}r PfSub3 konnten Hinweise darauf liefern, dass diese Serinprotease in asexuellen Parasiten, nicht-aktivierten sowie aktivierten Sexualstadien exprimiert wird. Aufgrund der in dieser Arbeit generierten Ergebnisse konnten im Laufe der Gametogenese auftretende Gametenfilamente morphologisch beschrieben sowie Hinweise auf ihre m{\"o}gliche Funktion erlangt werden. Durch die Anwendung von Immunfluoreszenzstudien, rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen sowie die Analyse lebender Gameten konnte gezeigt werden, dass die bis zu 180 µm langen Filamente am Ende geschlossen sind und einen Durchmesser von ca. 200 nm aufweisen. Die tubul{\"a}ren Zellausl{\"a}ufer konnten weiterhin als verzweigte sowie nicht-verzweigte Ausl{\"a}ufer der parasit{\"a}ren Plasmamembran dargestellt werden, die mit Zytoplasma gef{\"u}llt sind. Es konnte belegt werden, dass die Aktin-assoziierten Filamente in periodischen Abst{\"a}nden von beulenartigen Ausw{\"o}lbungen unterbrochen werden und dass sie in rasterelektronenmikroskopischen Analysen ein perlschnurartiges Erscheinungsbild aufweisen. Weiterhin wurde dokumentiert, dass die Zellausl{\"a}ufer mit typischen sexualstadienspezifischen Proteinen wie Pfs25, Pfs230, Pfs48/45 und PfCCp4 assoziiert vorliegen, wobei das Fehlen einzelner dieser Proteine jedoch nicht das Ausbilden der Gametenfilamente verhinderte. Als typisches Charakteristikum der Filamente konnte ihre Eigenschaft beschrieben werden, mehrere Makrogameten und zum Teil Gametozyten in einem Zellkluster miteinander netzartig zu verbinden, wobei bis zu neun Filamente von einem Makrogameten ausgehend beobachtet werden konnten. Die Gametenfilamente zeigten ebenfalls die F{\"a}higkeit, an umliegende nicht-infizierte Erythrozyten sowie mit asexuellen Parasiten infizierte Erythrozyten zu adh{\"a}rieren. Die Filamente waren bereits f{\"u}nf Minuten nach der Aktivierung der Gametozyten und im Laufe der Gametogenese bei 33 bis 73 \% der Zellen nachweisbar. Die Gametenfilamente blieben bis zu 12 Stunden nach Aktivierung der Gametozyten mit der Zelloberfl{\"a}che verbunden. Der aktive Einzug eines Zellfilaments sowie die Bildung der Gametenfilamente im Mitteldarm der Stechm{\"u}cke konnte ebenfalls demonstriert werden. Die in dieser Arbeit dargestellten Ergebnisse lieferten unter anderem den Grundbaustein einer formulierten Funktionshypothese f{\"u}r diese Gametenfilamente. Es wird angenommen, dass die Filamente aufgrund ihrer adh{\"a}siven Eigenschaften im Laufe der Befruchtung von Plasmodium im Mitteldarm der Stechm{\"u}cke auftreten. M{\"o}glicherweise bedienen sich vitale Gameten dieser Strukturen, um andere Sexualstadien zu finden und sie zu verbinden.},
  subject      = {Plasmodium falciparum},
  language  = {de}
}
@phdthesis{ReuterWeissenberger2022,
  author    = {Reuter-Weissenberger, Philipp},
  title     = {The role of a fungal-specific transcription regulator on vacuolar biology and host interaction in \(Candida\) \(albicans\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-25928},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-259287},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Microorganisms that colonize the human body face large fluctuations in their surroundings. Therefore, those microbes developed sophisticated mechanisms that allow them to adapt their cell biology and maintain cellular homeostasis. One organelle vital to preserve cell physiology is the vacuole. The vacuole exhibits a wide range of functions and is able to adjust itself in response to both external and internal stimuli. Moreover, it plays an important role in host interaction and virulence in fungi such as Candida albicans. Despite this connection, only a few regulatory proteins have been described to modulate vacuolar biology in fungal pathogens. Furthermore, whether such regulation alters fungus-host interplay remains largely unknown. This thesis focuses on the characterization of ZCF8, a fungus-specific transcription regulator in the human-associated yeast C. albicans. To this end, I combined genome-wide protein-DNA interaction assays and gene expression analysis that identified genes regulated by Zcf8p. Fluorescence microscopy uncovered that several top targets of Zcf8p localize to the fungal vacuole. Moreover, deletion and overexpression of ZCF8 resulted in alterations in vacuolar morphology and in luminal pH and rendered the fungus resistant or susceptible to a vacuole-disturbing drug. Finally, in vitro adherence assays showed that Zcf8p modulates the attachment of C. albicans to human epithelial cells in a vacuole-dependent manner. Given those findings, I posit that the previously uncharacterized transcription regulator Zcf8p modulates fungal attachment to epithelial cells in a manner that depends on the status of the fungal vacuole. Furthermore, the results highlight that vacuolar physiology is a substantial factor influencing the physical interaction between Candida cells and mammalian mucosal surfaces.},
  subject      = {Vakuole},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Popp2021,
  author    = {Popp, Christina},
  title     = {Evolution of antifungal drug resistance of the human-pathogenic fungus \(Candida\) \(albicans\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-24351},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-243515},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Infections with the opportunistic yeast Candida albicans are frequently treated with the first-line drug fluconazole, which inhibits ergosterol biosynthesis. An alarming problem in clinics is the development of resistances against this azole, especially during long-term treatment of patients. Well-known resistance mechanisms include mutations in the zinc cluster transcription factors (ZnTFs) Mrr1 and Tac1, which cause an overexpression of efflux pump genes, and Upc2, which results in an overexpression of the drug target. C. albicans strains with such gain-of-function mutations (GOF) have an increased drug resistance conferring a selective advantage in the presence of the drug. It was previously shown that this advantage comes with a fitness defect in the absence of the drug. This was observed in different conditions and is presumably caused by a deregulated gene expression. One aim of the present study was to examine whether C. albicans can overcome the costs of drug resistance by further evolution. Therefore, the relative fitness of clinical isolates with one or a combination of different resistance mutations in Mrr1, Tac1 and/or Upc2 was analyzed in competition with the matched fluconazole-susceptible partner. Most fluconazole-resistant isolates had a decreased fitness in competition with their susceptible partner in vitro in rich medium. In contrast, three fluconazole-resistant strains with Mrr1 resistance mutations did not show a fitness defect in competition with their susceptible partner. In addition, the fitness of four selected clinical isolate pairs was examined in vivo in mouse models of gastrointestinal colonization (GI) and disseminated infection (IV). In the GI model all four fluconazole-resistant strains were outcompeted by their respective susceptible partner. In contrast, in the IV model only one out of four fluconazole-resistant isolates did show a slight fitness defect in competition with its susceptible partner during infection of the kidneys. It can be stated, that in the present work the in vitro fitness did not reflect the in vivo fitness and that the overall fitness was dependent on the tested conditions. In conclusion, C. albicans cannot easily overcome the costs of drug resistance caused by a deregulated gene expression. In addition to GOFs in Mrr1, Tac1 and Upc2, resistance mutations in the drug target Erg11 are a further key fluconazole resistance mechanism of C. albicans. Clinical isolates often harbor several resistance mechanisms, as the fluconazole resistance level is further increased in strains with a combination of different resistance mutations. In this regard, the question arises of how strains with multiple resistance mechanisms evolve. One possibility is that strains acquire mutations successively. In the present study it was examined whether highly drug-resistant C. albicans strains with multiple resistance mechanisms can evolve by parasexual recombination as another possibility. In a clonal population, cells with individually acquired resistance mutations could combine these advantageous traits by mating. Thereupon selection could act on the mating progeny resulting in even better adapted derivatives. Therefore, strains heterozygous for a resistance mutation and the mating type locus (MTL) were grown in the presence of fluconazole. Derivatives were isolated, which had become homozygous for the resistance mutation and at the same time for the MTL. This loss of heterozygosity was accompanied by increased drug resistance. In general, strains which are homozygous for one of both MTL configurations (MTLa and MTLα) can switch to the opaque phenotype, which is the mating-competent form of the yeast, and mate with cells of the opposite MTL. In the following, MTLa and MTLα homozygous strains in the opaque phenotype were mated in all possible combinations. The resulting mating products with combined genetic material from both parents did not show an increased drug resistance. Selected products of each mating cross were passaged with stepwise increasing concentrations of fluconazole. The isolated progeny showed high levels of drug resistance and loss of wild-type alleles of resistance-associated genes. In conclusion, selective pressure caused by fluconazole exposure selects for resistance mutations and at the same time induces genomic rearrangements, resulting in mating competence. Therefore, in a clonal population, cells with individually acquired resistance mutations can mate with each other and generate mating products with combined genetic backgrounds. Selection can act on these mating products and highly drug-resistant und thus highly adapted derivatives can evolve as a result. In summary, the present study contributes to the current understanding of the evolution of antifungal drug resistance by elucidating the effect of resistance mutations on the fitness of the strains in the absence of the drug selection pressure and investigates how highly drug-resistant strains could evolve within a mammalian host.},
  subject      = {Evolution},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ponath2023,
  author    = {Ponath, Falk Fred Finn},
  title     = {Investigating the molecular biology of \(Fusobacterium\) \(nucleatum\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-30351},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-303516},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {The anaerobe Fusobacterium nucleatum (F. nucleatum) is an important member of the oral microbiome but can also colonize different tissues of the human body. In particular, its association with multiple human cancers has drawn much attention. This association has prompted growing interest into the interaction of F. nucleatum with cancer, with studies focusing primarily on the host cells. At the same time, F. nucleatum itself remains poorly understood, which includes its transcriptomic architecture but also gene regulation such as global stress responses that typically enable survival of bacteria in new environments. An important aspect of such regulatory networks is the post-transcriptional regulation, which is entirely unknown in F. nucleatum. This paucity extents to any knowledge on small regulatory RNAs (sRNAs), despite their important role as post-transcriptional regulators of the bacterial physiology. Investigating the above stated aspects is further complicated by the fact that F. nucleatum is phylogenetically distant from all other bacteria, displays very limited genetic tractability and lacks genetic tools for dissecting gene function. This leaves many open questions on basic gene regulation in F. nucleatum, such as if the bacterium combines transcriptional and post-transcriptional regulation in its adaptation to a changing environment. To begin answering this question, this works elucidated the transcriptomic landscape of F. nucleatum by performing differential RNA-seq (dRNA-seq). Conducted for five representative strains of all F. nucleatum subspecies and the closely related F. periodonticum, the analysis globally uncovered transcriptional start sites (TSS), 5'untranslated regions (UTRs) and improved the existing annotation. Importantly, the dRNA-seq analysis also identified a conserved suite of sRNAs specific to Fusobacterium. The development of five genetic tools enabled further investigations of gene functions in F. nucleatum. These include vectors that enable the expression of different fluorescent proteins, inducible gene expression and scarless gene deletion in addition to transcriptional and translational reporter systems. These tools enabled the dissection of a Sigma E response and uncovered several commonalities with its counterpart in the phylogenetically distant Proteobacteria. The similarities include the upregulation of genes involved in membrane homeostasis but also a Simga E-dependent regulatory sRNA. Surprisingly, oxygen was found to activated Sigma E in F. nucleatum contrasting the typical role of the factor in envelope stress. The non-coding Sigma E-dependent sRNA, named FoxI, was shown to repress the translation of several envelope proteins which represented yet another parallel to the envelope stress response in Proteobacteria. Overall, this work sheds light on the RNA landscape of the cancer-associated bacterium leading to the discovery of a conserved global stress response consisting of a coding and a non-coding arm. The development of new genetic tools not only aided the latter discovery but also provides the means for further dissecting the molecular and infection biology of this enigmatic bacterium.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Oesterreich2017,
  author    = {Oesterreich, Babett},
  title     = {Preclinical development of an immunotherapy against antibiotic-resistant Staphylococcus aureus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123237},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {The Gram-positive bacterium Staphylococcus aureus is the leading cause of nosocomial infections. In particular, diseases caused by methicillin-resistant S. aureus (MRSA) are associated with higher morbidity, mortality and medical costs due to showing resistance to several classes of established antibiotics and their ability to develop resistance mechanisms against new antibiotics rapidly. Therefore, strategies based on immunotherapy approaches have the potential to close the gap for an efficient treatment of MRSA. In this thesis, a humanized antibody specific for the immunodominant staphylococcal antigen A (IsaA) was generated and thoroughly characterized as potential candidate for an antibody based therapy. A murine monoclonal antibody was selected for humanization based on its binding characteristics and the ability of efficient staphylococcal killing in mouse infection models. The murine antibody was humanized by CDR grafting and mouse and humanized scFv as well as scFv-Fc fragments were constructed for comparative binding studies to analyse the successful humanization. After these studies, the full antibody with the complete Fc region was constructed as isotype IgG1, IgG2 and IgG4, respectively to assess effector functions, including antibody-dependent killing of S. aureus. The biological activity of the humanized antibody designated hUK-66 was analysed in vitro with purified human PMNs and whole blood samples taken from healthy donors and patients at high risk of S. aureus infections, such as those with diabetes, end-stage renal disease, or artery occlusive disease (AOD). Results of the in vitro studies show, that hUK-66 was effective in antibody-dependent killing of S. aureus in blood from both healthy controls and patients vulnerable to S. aureus infections. Moreover, the biological activity of hUK-66 and hUK-66 combined with a humanized anti-alpha-toxin antibody (hUK-tox) was investigated in vivo using a mouse pneumonia model. The in vivo results revealed the therapeutic efficacy of hUK-66 and the antibody combination of hUK-66 and hUK-tox to prevent staphylococcal induced pneumonia in a prophylactic set up. Based on the experimental data, hUK-66 represents a promising candidate for an antibody-based therapy against antibiotic resistant MRSA.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Mottola2021,
  author    = {Mottola, Austin},
  title     = {Molecular characterization of the SNF1 signaling pathway in \(Candida\) \(albicans\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-23809},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-238098},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {The fungus Candida albicans is a typical member of the human microbiota, where it usually behaves as a commensal. It can also become pathogenic; often causing minor superficial infections in healthy people, but also potentially fatal invasive systemic infections in immunocompromised people. Unfortunately, there is only a fairly limited set of antifungal drugs, and evolution of drug resistance threatens their efficacy. Greater understanding of the mechanisms that C. albicans uses to survive in and infect the host can uncover candidate targets for novel antifungals. Protein kinases are central to a vast array of signalling pathways which govern practically all aspects of life, and furthermore are relatively straightforward to design drugs against. As such, investigation and characterization of protein kinases in C. albicans as well as their target proteins and the pathways they govern are important targets for research. AMP-activated kinases are well conserved proteins which respond to energy stress; they are represented in yeasts by the heterotrimeric SNF1 complex, which responds primarily to the absence of glucose. In this work, the SNF1 pathway was investigated with two primary goals: identify novel targets of this protein kinase and elucidate why SNF1 is essential. Two approaches were used to identify novel targets of SNF1. In one, suppressor mutants were evolved from a strain in which SNF1 activity is reduced, which exhibits defects in carbon source utilization and cell wall integrity. This revealed a suppressor mutation within SNF1 itself, coding for the catalytic subunit of the complex - SNF1Δ311-316. The second approach screened a library of artificially activated zinc cluster transcription factors, identifying Czf1 as one such transcription factor which, upon artificial activation, restored resistance to cell wall stress in a mutant of the SNF1 pathway. Finally, a, inducible gene deletion system revealed that SNF1 is not an essential gene.},
  subject      = {candida albicans},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Menzel2011,
  author    = {Menzel, Thomas Michael},
  title     = {Studien zum Wirkungsmechanismus neuer antiinfektiver Bisnaphthalimide gegen Staphylococcus aureus und Transkriptomanalysen zur Auswirkung von Antibiotika auf S. epidermidis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-56362},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Die Therapie von bakteriellen Infektionen beruht heutzutage zum Großteil auf dem Einsatz von Antibiotika. Die schnelle Entwicklung und rasche Verbreitung von resistenten St{\"a}mmen mancher Erreger gegen diese Antibiotika stellt ein enormes Problem f{\"u}r das Gesundheitswesen dar. Da momentan zur Antibiotikatherapie keine Alternativen bestehen, kommt der Erforschung neuer potenzieller Wirkstoffe eine sehr große Bedeutung zu. In einem Screening-Verfahren lagen die minimalen Hemmkonzentrationen einiger bisquart{\"a}rer Bisnaphthalimide gegen Staphylococcus aureus und S. epidermidis im Bereich von 0,6 bis 2,5 µg/ml. Die Substanz mit den geringsten minimalen Hemmkonzentrationen war MT02. Daraufhin wurde das Wirkungsspektrum von MT02 gegen Bakterien detaillierter untersucht und gefunden, dass die Substanz vorwiegend gegen Gram-positive Erreger und nicht gegen Gram-negative Bakterien wirksam ist. Zytotoxizit{\"a}tstests ergaben eine geringe bis nicht nachweisbare Toxizit{\"a}t gegen verschiedene Zelllinien im Bereich von 73 bis mehr als 150 µg/ml. Um die Wirkungsweise von MT02 genauer zu untersuchen wurden zun{\"a}chst DNA-Microarray-Untersuchungen an S. aureus durchgef{\"u}hrt. Deren Ergebnisse ließen einen Einfluss der Substanz auf viele Gene des DNA-Metabolismus erkennen. Inkorporationsstudien mittels radioaktiver Ganzzellmarkierung best{\"a}tigten die Auswirkung von MT02 auf den DNA-Stoffwechsel. Durch kompetitive Inkubation wurde festgestellt, dass MT02 in der Lage ist Ethidiumbromid von DNA zu verdr{\"a}ngen bzw. dessen Bindung zu verhindern. Genauere Untersuchungen mittels Oberfl{\"a}chen-Plasmon-Resonanz ergaben, dass MT02 konzentrationsabh{\"a}ngig, reversibel und sequenzunspezifisch an DNA bindet. Die thermodynamischen Dissoziationskonstanten lagen im Mittel bei ca. 4 x 10-8 mol/l und beschrieben somit eine relativ starke Bindung von MT02 an DNA. Neben diesem prim{\"a}ren Wirkungsmechanismus der DNA-Bindung gaben mehrere Befunde Hinweise auf einen sekund{\"a}ren Wirkmechanismus, der die Zellwand-Struktur bzw. Zellwand-Biosynthese beinhaltet. Eine MT02-resistente Mutante von S. aureus HG001 konnte durch vielfaches Passagieren in MT02-haltigem Medium generiert werden. Diese erzeugte bei Wachstum mit hohen Konzentrationen an MT02 einen roten Ph{\"a}notyp. Die Natur dieses roten Farbstoffes konnte bislang nicht aufgekl{\"a}rt werden, jedoch gibt es Hinweise, dass dieser auf Abbauprodukte von MT02 zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. In einem weiteren Projekt wurde mittels Transkriptionsstudien die Auswirkung von verschiedenen bekannten Antibiotika sowie von neuen Wirkstoffen auf das Transkriptom von S. epidermidis untersucht. Die Ergebnisse dieser Studien k{\"o}nnen durch vergleichende Analysen als Grundlage f{\"u}r die Einordnung des Wirkmechanismus neuer Substanzen dienen.},
  subject      = {MRSA},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Matera2022,
  author    = {Matera, Gianluca},
  title     = {Global mapping of RNA-RNA interactions in \(Salmonella\) via RIL-seq},
  doi       = {10.25972/OPUS-26877},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-268776},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {RNA represents one of the most abundant macromolecules in both eukaryotic and prokaryotic cells. Since the discovery that RNA could play important gene regulatory functions in the physiology of a cell, small regulatory RNAs (sRNAs) have been at the center of molecular biology studies. Functional sRNAs can be independently transcribed or derived from processing of mRNAs and other non-coding regions and they often associate with RNA-binding proteins (RBPs). Ever since the two major bacterial RBPs, Hfq and ProQ, were identified, the way we approach the identification and characterization of sRNAs has drastically changed. Initially, a single sRNA was annotated and its function studied with the use of low-throughput biochemical techniques. However, the development of RNA-seq techniques over the last decades allowed for a broader identification of sRNAs and their functions. The process of studying a sRNA mainly focuses on the characterization of its interacting RNA partner(s) and the consequences of this binding. By using RNA interaction by ligation and sequencing (RIL-seq), the present thesis aimed at a high-throughput mapping of the Hfq-mediated RNA-RNA network in the major human pathogen Salmonella enterica. RIL-seq was at first performed in early stationary phase growing bacteria, which enabled the identification of ~1,800 unique interactions. In- depth analysis of such complex network was performed with the aid of a newly implemented RIL-seq browser. The interactome revealed known and new interactions involving sRNAs and genes part of the envelope regulon. A deeper investigation led to the identification of a new RNA sponge of the MicF sRNA, namely OppX, involved in establishing a cross-talk between the permeability at the outer membrane and the transport capacity at the periplasm and the inner membrane. Additionally, RIL-seq was applied to Salmonella enterica grown in SPI-2 medium, a condition that mimicks the intracellular lifestyle of this pathogen, and finally extended to in vivo conditions during macrophage infection. Collectively, the results obtained in the present thesis helped unveiling the complexity of such RNA networks. This work set the basis for the discovery of new mechanisms of RNA-based regulation, for the identification of a new physiological role of RNA sponges and finally provided the first resource of RNA interactions during infection conditions in a major human pathogen.},
  subject      = {Small RNA},
  language  = {en}
}