@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} } @article{MichauxHansenJennichesetal.2020, author = {Michaux, Charlotte and Hansen, Elisabeth E. and Jenniches, Laura and Gerovac, Milan and Barquist, Lars and Vogel, J{\"o}rg}, title = {Single-Nucleotide RNA Maps for the Two Major Nosocomial Pathogens Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium}, series = {Frontiers in Cellular and Infection Microbiology}, volume = {10}, journal = {Frontiers in Cellular and Infection Microbiology}, issn = {2235-2988}, doi = {10.3389/fcimb.2020.600325}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-217947}, year = {2020}, abstract = {Enterococcus faecalis and faecium are two major representative clinical strains of the Enterococcus genus and are sadly notorious to be part of the top agents responsible for nosocomial infections. Despite their critical implication in worldwide public healthcare, essential and available resources such as deep transcriptome annotations remain poor, which also limits our understanding of post-transcriptional control small regulatory RNA (sRNA) functions in these bacteria. Here, using the dRNA-seq technique in combination with ANNOgesic analysis, we successfully mapped and annotated transcription start sites (TSS) of both E. faecalis V583 and E. faecium AUS0004 at single nucleotide resolution. Analyzing bacteria in late exponential phase, we capture ~40\% (E. faecalis) and 43\% (E. faecium) of the annotated protein-coding genes, determine 5′ and 3′ UTR (untranslated region) length, and detect instances of leaderless mRNAs. The transcriptome maps revealed sRNA candidates in both bacteria, some found in previous studies and new ones. Expression of candidate sRNAs is being confirmed under biologically relevant environmental conditions. This comprehensive global TSS mapping atlas provides a valuable resource for RNA biology and gene expression analysis in the Enterococci. It can be accessed online at www.helmholtz-hiri.de/en/datasets/enterococcus through an instance of the genomic viewer JBrowse.}, language = {en} } @article{MichauxGerovacHansenetal.2023, author = {Michaux, Charlotte and Gerovac, Milan and Hansen, Elisabeth E. and Barquist, Lars and Vogel, J{\"o}rg}, title = {Grad-seq analysis of Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium provides a global view of RNA and protein complexes in these two opportunistic pathogens}, series = {microLife}, volume = {4}, journal = {microLife}, doi = {10.1093/femsml/uqac027}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-313311}, year = {2023}, abstract = {Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium are major nosocomial pathogens. Despite their relevance to public health and their role in the development of bacterial antibiotic resistance, relatively little is known about gene regulation in these species. RNA-protein complexes serve crucial functions in all cellular processes associated with gene expression, including post-transcriptional control mediated by small regulatory RNAs (sRNAs). Here, we present a new resource for the study of enterococcal RNA biology, employing the Grad-seq technique to comprehensively predict complexes formed by RNA and proteins in E. faecalis V583 and E. faecium AUS0004. Analysis of the generated global RNA and protein sedimentation profiles led to the identification of RNA-protein complexes and putative novel sRNAs. Validating our data sets, we observe well-established cellular RNA-protein complexes such as the 6S RNA-RNA polymerase complex, suggesting that 6S RNA-mediated global control of transcription is conserved in enterococci. Focusing on the largely uncharacterized RNA-binding protein KhpB, we use the RIP-seq technique to predict that KhpB interacts with sRNAs, tRNAs, and untranslated regions of mRNAs, and might be involved in the processing of specific tRNAs. Collectively, these datasets provide departure points for in-depth studies of the cellular interactome of enterococci that should facilitate functional discovery in these and related Gram-positive species. Our data are available to the community through a user-friendly Grad-seq browser that allows interactive searches of the sedimentation profiles (https://resources.helmholtz-hiri.de/gradseqef/).}, 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} } @article{MetznerHerzogHeckeletal.2022, author = {Metzner, Valentin and Herzog, Gloria and Heckel, Tobias and Bischler, Thorsten and Hasinger, Julia and Otto, Christoph and Fassnacht, Martin and Geier, Andreas and Seyfried, Florian and Dischinger, Ulrich}, title = {Liraglutide + PYY\(_{3-36}\) combination therapy mimics effects of Roux-en-Y bypass on early NAFLD whilst lacking-behind in metabolic improvements}, series = {Journal of Clinical Medicine}, volume = {11}, journal = {Journal of Clinical Medicine}, number = {3}, issn = {2077-0383}, doi = {10.3390/jcm11030753}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-255244}, year = {2022}, abstract = {Background: Treatment options for NAFLD are still limited. Bariatric surgery, such as Roux-en-Y gastric bypass (RYGB), has been shown to improve metabolic and histologic markers of NAFLD. Glucagon-like-peptide-1 (GLP-1) analogues lead to improvements in phase 2 clinical trials. We directly compared the effects of RYGB with a treatment using liraglutide and/or peptide tyrosine tyrosine 3-36 (PYY\(_{3-36}\)) in a rat model for early NAFLD. Methods: Obese male Wistar rats (high-fat diet (HFD)-induced) were randomized into the following treatment groups: RYGB, sham-operation (sham), liraglutide (0.4 mg/kg/day), PYY\(_{3-36}\) (0.1 mg/kg/day), liraglutide+PYY\(_{3-36}\), and saline. After an observation period of 4 weeks, liver samples were histologically evaluated, ELISAs and RNA sequencing + RT-qPCRs were performed. Results: RYGB and liraglutide+PYY\(_{3-36}\) induced a similar body weight loss and, compared to sham/saline, marked histological improvements with significantly less steatosis. However, only RYGB induced significant metabolic improvements (e.g., adiponectin/leptin ratio 18.8 ± 11.8 vs. 2.4 ± 1.2 in liraglutide+PYY\(_{3-36}\)- or 1.4 ± 0.9 in sham-treated rats). Furthermore, RNA sequencing revealed a high number of differentially regulated genes in RYGB treated animals only. Conclusions: The combination therapy of liraglutide+PYY\(_{3-36}\) partly mimics the positive effects of RYGB on weight reduction and on hepatic steatosis, while its effects on metabolic function lack behind RYGB.}, 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} } @article{McFlederMakhotkinaGrohetal.2023, author = {McFleder, Rhonda L. and Makhotkina, Anastasiia and Groh, Janos and Keber, Ursula and Imdahl, Fabian and Pe{\~n}a Mosca, Josefina and Peteranderl, Alina and Wu, Jingjing and Tabuchi, Sawako and Hoffmann, Jan and Karl, Ann-Kathrin and Pagenstecher, Axel and Vogel, J{\"o}rg and Beilhack, Andreas and Koprich, James B. and Brotchie, Jonathan M. and Saliba, Antoine-Emmanuel and Volkmann, Jens and Ip, Chi Wang}, title = {Brain-to-gut trafficking of alpha-synuclein by CD11c\(^+\) cells in a mouse model of Parkinson's disease}, series = {Nature Communications}, volume = {14}, journal = {Nature Communications}, doi = {10.1038/s41467-023-43224-z}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-357696}, year = {2023}, abstract = {Inflammation in the brain and gut is a critical component of several neurological diseases, such as Parkinson's disease (PD). One trigger of the immune system in PD is aggregation of the pre-synaptic protein, α-synuclein (αSyn). Understanding the mechanism of propagation of αSyn aggregates is essential to developing disease-modifying therapeutics. Using a brain-first mouse model of PD, we demonstrate αSyn trafficking from the brain to the ileum of male mice. Immunohistochemistry revealed that the ileal αSyn aggregations are contained within CD11c+ cells. Using single-cell RNA sequencing, we demonstrate that ileal CD11c\(^+\) cells are microglia-like and the same subtype of cells is activated in the brain and ileum of PD mice. Moreover, by utilizing mice expressing the photo-convertible protein, Dendra2, we show that CD11c\(^+\) cells traffic from the brain to the ileum. Together these data provide a mechanism of αSyn trafficking between the brain and gut.}, language = {en} } @article{MayrRamirezZavalaKruegeretal.2020, author = {Mayr, Eva-Maria and Ram{\´i}rez-Zavala, Bernardo and Kr{\"u}ger, Ines and Morschh{\"a}user, Joachim}, title = {A Zinc Cluster Transcription Factor Contributes to the Intrinsic Fluconazole Resistance of Candida auris}, series = {mSphere}, volume = {5}, journal = {mSphere}, number = {2}, doi = {10.1128/mSphere.00279-20}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-229937}, year = {2020}, abstract = {ABSTRACT The recently emerged pathogenic yeast Candida auris is a major concern for human health, because it is easily transmissible, difficult to eradicate from hospitals, and highly drug resistant. Most C. auris isolates are resistant to the widely used antifungal drug fluconazole due to mutations in the target enzyme Erg11 and high activity of efflux pumps, such as Cdr1. In the well-studied, distantly related yeast Candida albicans, overexpression of drug efflux pumps also is a major mechanism of acquired fluconazole resistance and caused by gain-of-function mutations in the zinc cluster transcription factors Mrr1 and Tac1. In this study, we investigated a possible involvement of related transcription factors in efflux pump expression and fluconazole resistance of C. auris. The C. auris genome contains three genes encoding Mrr1 homologs and two genes encoding Tac1 homologs, and we generated deletion mutants lacking these genes in two fluconazole-resistant strains from clade III and clade IV. Deletion of TAC1b decreased the resistance to fluconazole and voriconazole in both strain backgrounds, demonstrating that the encoded transcription factor contributes to azole resistance in C. auris strains from different clades. CDR1 expression was not or only minimally affected in the mutants, indicating that Tac1b can confer increased azole resistance by a CDR1-independent mechanism. IMPORTANCE Candida auris is a recently emerged pathogenic yeast that within a few years after its initial description has spread all over the globe. C. auris is a major concern for human health, because it can cause life-threatening systemic infections, is easily transmissible, and is difficult to eradicate from hospital environments. Furthermore, C. auris is highly drug resistant, especially against the widely used antifungal drug fluconazole. Mutations in the drug target and high activity of efflux pumps are associated with azole resistance, but it is not known how drug resistance genes are regulated in C. auris. We have investigated the potential role of several candidate transcriptional regulators in the intrinsic fluconazole resistance of C. auris and identified a transcription factor that contributes to the high resistance to fluconazole and voriconazole of two C. auris strains from different genetic clades, thereby providing insight into the molecular basis of drug resistance of this medically important yeast."}, language = {en} } @article{MaudetSourisceDraginetal.2013, author = {Maudet, Claire and Sourisce, Ad{\`e}le and Dragin, Lo{\"i}c and Lahouassa, Hichem and Rain, Jean-Christopher and Bouaziz, Serge and Ramirez, Bertha C{\´e}cilia and Margottin-Goguet, Florence}, title = {HIV-1 Vpr Induces the Degradation of ZIP and sZIP, Adaptors of the NuRD Chromatin Remodeling Complex, by Hijacking DCAF1/VprBP}, series = {PLOS ONE}, volume = {8}, journal = {PLOS ONE}, number = {10}, issn = {1932-6203}, doi = {10.1371/journal.pone.0077320}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-128316}, pages = {e77320}, year = {2013}, abstract = {The Vpr protein from type 1 and type 2 Human Immunodeficiency Viruses (HIV-1 and HIV-2) is thought to inactivate several host proteins through the hijacking of the DCAF1 adaptor of the Cul4A ubiquitin ligase. Here, we identified two transcriptional regulators, ZIP and sZIP, as Vpr-binding proteins degraded in the presence of Vpr. ZIP and sZIP have been shown to act through the recruitment of the NuRD chromatin remodeling complex. Strikingly, chromatin is the only cellular fraction where Vpr is present together with Cul4A ubiquitin ligase subunits. Components of the NuRD complex and exogenous ZIP and sZIP were also associated with this fraction. Several lines of evidence indicate that Vpr induces ZIP and sZIP degradation by hijacking DCAF1: (i) Vpr induced a drastic decrease of exogenously expressed ZIP and sZIP in a dose-dependent manner, (ii) this decrease relied on the proteasome activity, (iii) ZIP or sZIP degradation was impaired in the presence of a DCAF1-binding deficient Vpr mutant or when DCAF1 expression was silenced. Vpr-mediated ZIP and sZIP degradation did not correlate with the growth-related Vpr activities, namely G2 arrest and G2 arrest-independent cytotoxicity. Nonetheless, infection with HIV-1 viruses expressing Vpr led to the degradation of the two proteins. Altogether our results highlight the existence of two host transcription factors inactivated by Vpr. The role of Vpr-mediated ZIP and sZIP degradation in the HIV-1 replication cycle remains to be deciphered.}, language = {en} } @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} } @phdthesis{Masota2023, author = {Masota, Nelson Enos}, title = {The Search for Novel Effective Agents Against Multidrug-Resistant Enterobacteriaceae}, doi = {10.25972/OPUS-30263}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-302632}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2023}, abstract = {This thesis aimed at searching for new effective agents against Multidrug-Resistant Enterobacteriaceae. This is necessitated by the urgent need for new and innovative antibacterial agents addressing the critical priority pathogens prescribed by the World Health Organization (WHO). Among the available means for antibiotics discovery and development, nature has long remained a proven, innovative, and highly reliable gateway to successful antibacterial agents. Nevertheless, numerous challenges surrounding this valuable source of antibiotics among other drugs are limiting the complete realization of its potential. These include the availability of good quality data on the highly potential natural sources, limitations in methods to prepare and screen crude extracts, bottlenecks in reproducing biological potentials observed in natural sources, as well as hurdles in isolation, purification, and characterization of natural compounds with diverse structural complexities. Through an extensive review of the literature, it was possible to prepare libraries of plant species and phytochemicals with reported high potentials against Escherichia coli and Klebsiella pneumnoniae. The libraries were profiled to highlight the existing patterns and relationships between the reported antibacterial activities and studied plants' families and parts, the type of the extracting solvent, as well as phytochemicals' classes, drug-likeness and selected parameters for enhanced accumulation within the Gram-negative bacteria. In addition, motivations, objectives, the role of traditional practices and other crucial experimental aspects in the screening of plant extracts for antibacterial activities were identified and discussed. Based on the implemented strict inclusion criteria, the created libraries grant speedy access to well-evaluated plant species and phytochemicals with potential antibacterial activities. This way, further studies in yet unexplored directions can be pursued from the indicated or related species and compounds. Moreover, the availability of compound libraries focusing on related bacterial species serves a great role in the ongoing efforts to develop the rules of antibiotics penetrability and accumulation, particularly among Gram-negative bacteria. Here, in addition to hunting for potential scaffolds from such libraries, detailed evaluations of large pool compounds with related antibacterial potential can grant a better understanding of structural features crucial for their penetration and accumulation. Based on the scarcity of compounds with broad structural diversity and activity against Gram-negative bacteria, the creation and updating of such libraries remain a laborious but important undertaking. A Pressurized Microwave Assisted Extraction (PMAE) method over a short duration and low-temperature conditions was developed and compared to the conventional cold maceration over a prolonged duration. This method aimed at addressing the key challenges associated with conventional extraction methods which require long extraction durations, and use more energy and solvents, in addition to larger quantities of plant materials. Furthermore, the method was intended to replace the common use of high temperatures in most of the current MAE applications. Interestingly, the yields of 16 of 18 plant samples under PMAE over 30 minutes were found to be within 91-139\% of those obtained from the 24h extraction by maceration. Additionally, different levels of selectivity were observed upon an analytical comparison of the extracts obtained from the two methods. Although each method indicated selective extraction of higher quantities or additional types of certain phytochemicals, a slightly larger number of additional compounds were observed under maceration. The use of this method allows efficient extraction of a large number of samples while sparing heat-sensitive compounds and minimizing chances for cross-reactions between phytochemicals. Moreover, findings from another investigation highlighted the low likelihood of reproducing antibacterial activities previously reported among various plant species, identified the key drivers of poor reproducibility, and proposed possible measures to mitigate the challenge. The majority of extracts showed no activities up to the highest tested concentration of 1024 µg/mL. In the case of identical plant species, some activities were observed only in 15\% of the extracts, in which the Minimum Inhibitory Concentrations (MICs) were 4 - 16-fold higher than those in previous reports. Evaluation of related plant species indicated better outcomes, whereby about 18\% of the extracts showed activities in a range of 128-512 μg/mL, some of the activities being superior to those previously reported in related species. Furthermore, solubilizing plant crude extracts during the preparation of test solutions for Antibacterial Susceptibility Testing (AST) assays was outlined as a key challenge. In trying to address this challenge, some studies have used bacteria-toxic solvents or generally unacceptable concentrations of common solubilizing agents. Both approaches are liable to give false positive results. In line with this challenge, this study has underscored the suitability of acetone in the solubilization of crude plant extracts. Using acetone, better solubility profiles of crude plant extracts were observed compared to dimethyl sulfoxide (DMSO) at up to 10 \%v/v. Based on lacking toxicity against many bacteria species at up to 25 \%v/v, its use in the solubilization of poorly water-soluble extracts, particularly those from less polar solvents is advocated. In a subsequent study, four galloylglucoses were isolated from the leaves of Paeonia officinalis L., whereby the isolation of three of them from this source was reported for the first time. The isolation and characterization of these compounds were driven by the crucial need to continually fill the pre-clinical antibiotics pipeline using all available means. Application of the bioautography-guided isolation and a matrix of extractive, chromatographic, spectroscopic, and spectrometric techniques enabled the isolation of the compounds at high purity levels and the ascertainment of their chemical structures. Further, the compounds exhibited the Minimum Inhibitory Concentrations (MIC) in a range of 2-256 µg/mL against Multidrug-Resistant (MDR) strains of E. coli and K. pneumonia exhibiting diverse MDR phenotypes. In that, the antibacterial activities of three of the isolated compounds were reported for the first time. The observed in vitro activities of the compounds resonated with their in vivo potentials as determined using the Galleria mellonella larvae model. Additionally, the susceptibility of the MDR bacteria to the galloylglucoses was noted to vary depending on the nature of the resistance enzymes expressed by the MDR bacteria. In that, the bacteria expressing enzymes with higher content of aromatic amino acids and zero or positive net charges were generally more susceptible. Following these findings, a plausible hypothesis for the observed patterns was put forward. The generally challenging pharmacokinetic properties of galloylglucoses limit their further development into therapeutic agents. However, the compounds can replace or reduce the use of antibiotics in livestock keeping as well as in the treatment of septic wounds and topical or oral cavity infections, among other potential uses. Using nature-inspired approaches, a series of glucovanillin derivatives were prepared following feasible synthetic pathways which in most cases ensured good yields and high purity levels. Some of the prepared compounds showed MIC values in a range of 128 - 512 μg/mL against susceptible and MDR strains of Klebsiella pneumoniae, Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Vancomycin-Resistant Enterococcus faecium (VRE). These findings emphasize the previously reported essence of small molecular size, the presence of protonatable amino groups and halogen atoms, as well as an amphiphilic character, as crucial features for potential antibacterial agents. Due to the experienced limited success in the search for new antibacterial agents using purely synthetic means, pursuing semi-synthetic approaches as employed in this study are highly encouraged. This way, it is possible to explore broader chemical spaces around natural scaffolds while addressing their inherent limitations such as solubility, toxicity, and poor pharmacokinetic profiles.}, subject = {Enterobacteriaceae}, language = {en} } @article{MasotaVoggOhlsenetal.2021, author = {Masota, Nelson E. and Vogg, Gerd and Ohlsen, Knut and Holzgrabe, Ulrike}, title = {Reproducibility challenges in the search for antibacterial compounds from nature}, series = {PLoS One}, volume = {16}, journal = {PLoS One}, number = {7}, doi = {10.1371/journal.pone.0255437}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-260239}, year = {2021}, abstract = {Background Reproducibility of reported antibacterial activities of plant extracts has long remained questionable. Although plant-related factors should be well considered in serious pharmacognostic research, they are often not addressed in many research papers. Here we highlight the challenges in reproducing antibacterial activities of plant extracts. Methods Plants with reported antibacterial activities of interest were obtained from a literature review. Antibacterial activities against Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae were tested using extracts' solutions in 10\% DMSO and acetone. Compositions of working solutions from both solvents were established using LC-MS analysis. Moreover, the availability of details likely to affect reproducibility was evaluated in articles which reported antibacterial activities of studied plants. Results Inhibition of bacterial growth at MIC of 256-1024 μg/mL was observed in only 15.4\% of identical plant species. These values were 4-16-fold higher than those reported earlier. Further, 18.2\% of related plant species had MICs of 128-256 μg/mL. Besides, 29.2\% and 95.8\% of the extracts were soluble to sparingly soluble in 10\% DMSO and acetone, respectively. Extracts' solutions in both solvents showed similar qualitative compositions, with differing quantities of corresponding phytochemicals. Details regarding seasons and growth state at collection were missing in 65\% and 95\% of evaluated articles, respectively. Likewise, solvents used to dissolve the extracts were lacking in 30\% of the articles, whereas 40\% of them used unidentified bacterial isolates. Conclusion Reproducibility of previously reported activities from plants' extracts is a multi-factorial aspect. Thus, collective approaches are necessary in addressing the highlighted challenges.}, language = {en} } @article{MasotaOhlsenSchollmayeretal.2022, author = {Masota, Nelson E. and Ohlsen, Knut and Schollmayer, Curd and Meinel, Lorenz and Holzgrabe, Ulrike}, title = {Isolation and characterization of galloylglucoses effective against multidrug-resistant strains of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae}, series = {Molecules}, volume = {27}, journal = {Molecules}, number = {15}, issn = {1420-3049}, doi = {10.3390/molecules27155045}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-286179}, year = {2022}, abstract = {The search for new antibiotics against multidrug-resistant (MDR), Gram-negative bacteria is crucial with respect to filling the antibiotics development pipeline, which is subject to a critical shortage of novel molecules. Screening of natural products is a promising approach for identifying antimicrobial compounds hosting a higher degree of novelty. Here, we report the isolation and characterization of four galloylglucoses active against different MDR strains of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae. A crude acetone extract was prepared from Paeonia officinalis Linnaeus leaves, and bioautography-guided isolation of active compounds from the extract was performed by liquid-liquid extraction, as well as open column, flash, and preparative chromatographic methods. Isolated active compounds were characterized and elucidated by a combination of spectroscopic and spectrometric techniques. In vitro antimicrobial susceptibility testing was carried out on E. coli and K. pneumoniae using 2 reference strains and 13 strains hosting a wide range of MDR phenotypes. Furthermore, in vivo antibacterial activities were assessed using Galleria mellonella larvae, and compounds 1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-β-d-glucose, 3-O-digalloyl-1,2,4,6-tetra-O-galloyl-β-d-glucose, 6-O-digalloyl-1,2,3,4-tetra-O-galloyl-β-d-glucose, and 3,6-bis-O-digalloyl-1,2,4-tri-O-galloyl-β-d-glucose were isolated and characterized. They showed minimum inhibitory concentration (MIC) values in the range of 2-256 µg/mL across tested bacterial strains. These findings have added to the number of known galloylglucoses from P. officinalis and highlight their potential against MDR Gram-negative bacteria.}, language = {en} } @article{MasicValenciaHernandezHazraetal.2015, author = {Masic, Anita and Valencia Hernandez, Ana Maria and Hazra, Sudipta and Glaser, Jan and Holzgrabe, Ulrike and Hazra, Banasri and Schurigt, Uta}, title = {Cinnamic Acid Bornyl Ester Derivatives from Valeriana wallichii Exhibit Antileishmanial In Vivo Activity in Leishmania major-Infected BALB/c Mice}, series = {PLoS One}, volume = {10}, journal = {PLoS One}, number = {11}, doi = {10.1371/journal.pone.0142386}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-125354}, pages = {e0142386}, year = {2015}, abstract = {Human leishmaniasis covers a broad spectrum of clinical manifestations ranging from self-healing cutaneous leishmaniasis to severe and lethal visceral leishmaniasis caused among other species by Leishmania major or Leishmania donovani, respectively. Some drug candidates are in clinical trials to substitute current therapies, which are facing emerging drug-resistance accompanied with serious side effects. Here, two cinnamic acid bornyl ester derivatives (1 and 2) were assessed for their antileishmanial activity. Good selectivity and antileishmanial activity of bornyl 3-phenylpropanoate (2) in vitro prompted the antileishmanial assessment in vivo. For this purpose, BALB/c mice were infected with Leishmania major promastigotes and treated with three doses of 50 mg/kg/day of compound 2. The treatment prevented the characteristic swelling at the site of infection and correlated with reduced parasite burden. Transmitted light microscopy and transmission electron microscopy of Leishmania major promastigotes revealed that compounds 1 and 2 induce mitochondrial swelling. Subsequent studies on Leishmania major promastigotes showed the loss of mitochondrial transmembrane potential (ΔΨm) as a putative mode of action. As the cinnamic acid bornyl ester derivatives 1 and 2 had exhibited antileishmanial activity in vitro, and compound 2 in Leishmania major-infected BALB/c mice in vivo, they can be regarded as possible lead structures for the development of new antileishmanial therapeutic approaches.}, language = {en} } @article{MasicHurdayalNieuwenhuizenetal.2012, author = {Masic, Anita and Hurdayal, Ramona and Nieuwenhuizen, Natalie E. and Brombacher, Frank and Moll, Heidrun}, title = {Dendritic Cell-Mediated Vaccination Relies on Interleukin-4 Receptor Signaling to Avoid Tissue Damage after Leishmania major Infection of BALB/c Mice}, series = {PLoS Neglected Tropical Diseases}, volume = {6}, journal = {PLoS Neglected Tropical Diseases}, number = {7}, doi = {10.1371/journal.pntd.0001721}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-133869}, year = {2012}, abstract = {Prevention of tissue damages at the site of Leishmania major inoculation can be achieved if the BALB/c mice are systemically given L. major antigen (LmAg)-loaded bone marrow-derived dendritic cells (DC) that had been exposed to CpG-containing oligodeoxynucleotides (CpG ODN). As previous studies allowed establishing that interleukin-4 (IL-4) is involved in the redirection of the immune response towards a type 1 profile, we were interested in further exploring the role of IL-4. Thus, wild-type (wt) BALB/c mice or DC-specific IL-4 receptor \(\alpha\) (IL-4R \(\alpha\))-deficient (CD11c\(^{cre}\)IL-4R \(\alpha^{-/lox}\) BALB/c mice were given either wt or IL-4R \(\alpha\)-deficient LmAg-loaded bone marrow-derived DC exposed or not to CpG ODN prior to inoculation of 2x10\(^5\) stationary-phase L. major promastigotes into the BALB/c footpad. The results provide evidence that IL4/IL-4R alpha-mediated signaling in the vaccinating DC is required to prevent tissue damage at the site of L. major inoculation, as properly conditioned wt DC but not IL-4R alpha-deficient DC were able to confer resistance. Furthermore, uncontrolled L. major population size expansion was observed in the footpad and the footpad draining lymph nodes of CD11c\(^{cre}\)IL-4R \(\alpha^{-/lox}\) mice immunized with CpG ODN-exposed LmAg-loaded IL-4R \(\alpha\)-deficient DC, indicating the influence of IL-4R \(\alpha\)-mediated signaling in host DC to control parasite replication. In addition, no footpad damage occurred in BALB/c mice that were systemically immunized with LmAg-loaded wt DC doubly exposed to CpG ODN and recombinant IL-4. We discuss these findings and suggest that the IL4/IL4R \(\alpha\) signaling pathway could be a key pathway to trigger when designing vaccines aimed to prevent damaging processes in tissues hosting intracellular microorganisms.}, language = {en} } @phdthesis{Masic2012, author = {Masic, Anita}, title = {Signaling via Interleukin-4 Receptor alpha chain during dendritic cell-mediated vaccination is required to induce protective immunity against Leishmania major in susceptible BALB/c mice}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-75508}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2012}, abstract = {Cutaneous leishmaniasis is endemic in tropical and subtropical regions of the world. Effective vaccination strategies are urgently needed because of the emergence of drug-resistant parasites and severe side effects of chemotherapy. The research group of Heidrun Moll previously established a DC-based vaccination strategy to induce complete and long-lasting immunity to experimental leishmaniasis using LmAg-loaded and CpG ODN-activated DC as a vaccine carrier. Prevention of tissue damages at the site of L. major inoculation can be achieved if the BALB/c mice were systemically given LmAg-loaded BMDC that had been exposed to CpG ODN. The interest in further exploring the role of IL-4 aroused as previous studies allowed establishing that IL-4 was involved in the redirection of the immune response towards a type 1 profile. Thus, wt BALB/c mice or DC-specific CD11ccreIL-4Rα-/lox BALB/c mice were given either wt or IL-4Rα-deficient LmAg-loaded BMDC exposed or not to CpG ODN prior to inoculation of 2 x 105 stationary phase L. major promastigotes into the BALB/c footpad. The results provide evidence that IL4/IL-4Rα-mediated signaling in the vaccinating DC is required to prevent tissue damages at the site of L. major inoculation, as properly conditioned wt DC but not IL-4Rα-deficient DC were able to confer resistance. Furthermore, uncontrolled L. major population size expansion was observed in the footpad and the footpad draining LN in CD11ccreIL-4Rα-/lox mice immunized with CpG ODN-exposed LmAg-loaded IL-4Rα-deficient DC, indicating the influence of IL-4R-mediated signaling in host DC to control parasite replication. In addition, no footpad damage was observed in BALB/c mice that were systemically immunized with LmAg-loaded wt DC doubly exposed to CpG ODN and recombinant IL-4. Discussing these findings allow the assumption that triggering the IL4/IL4Rα signaling pathway could be a precondition when designing vaccines aimed to prevent damaging processes in tissues hosting intracellular microorganisms.}, subject = {Leishmania major}, language = {en} } @article{MarreKreftHacker1990, author = {Marre, R. and Kreft, B. and Hacker, J{\"o}rg}, title = {Genetically engineered S and F1C fimbriae differ in their contribution to adherence of Escherichia coli to cultured renal tubular cells}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59644}, year = {1990}, abstract = {Escherichia coU K-12 strains producing S-fimbrial adhesins, FlC fimbriae, and mutagenized fimbriae were tested in a binding assay with a renal tubular cell line. S-fimbrial adhesins and FlC fimbriae mediated bindlog to tubular cells. The SfaA, SfaG, and SfaS subunits of S fimbriae contributed to attachment. Site-specific mutations in the sfaS gene reduced binding. The Inhibitionprofile of FlC fimbriae resembled that of S fimbriae.}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @article{MarreHackerWoodetal.1989, author = {Marre, R. and Hacker, J{\"o}rg and Wood, G. and Schmidt, G.}, title = {Oral vaccination of rats with live avirulent Salmonella derivatives expressing adhesive fimbrial agents of uropathogenic Escherichia coli}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59559}, year = {1989}, abstract = {The avirulent Salmonella typhimurium F885 was transformed with a plasmid carrying the cloned S fimbriae genes of a uropathogenic Escherichia coli. The resulting transformant (F885-1) produced efficiently E. coli S fimbriae and was used for live oral vaccination of rats. For comparison rats were immunized subcutaneously with isolated S fimbriae. Both routes of vaccination resulted in a significant lgG antibody response to S fimbriae. In addition live oral vaccination induced a serum lgA response against S fimbriae. After transurethral infection of rats with a S fimbriae producing E. coli a 10-fold reduction of bacterial counts in the kidney was observed in rats orally vaccinated with F885-1 as compared to unvaccinated controls. This study suggests that the avirulent Salmonella F885 may be used as a fimbrial antigen carrier for oral vaccination against renal infections.}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @article{MarreHackerHenkeletal.1986, author = {Marre, R. and Hacker, J{\"o}rg and Henkel, W. and Goebel, W.}, title = {Contribution of cloned virulence factors from uropathogenic E. coli strains to nephropathogenicity in an experimental rat pyelonephritis model}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59445}, year = {1986}, abstract = {Escherichia coli 536 (06:K15:H31), which was isolated from a case of urinary tract infection, determines high nephropathogenicity in a rat pyelonephritis system as measured by renal bacterial counts 7 days after infection. The loss of S fimbrial adhesin formation (Sfa-) (mannose-resistant hemagglutination [Mrh-] and fimbria production [Fim-]), serum resistance (Sre-), and hemolysin production (Hly-) in the mutaßt 536-21 led to a dramatic reduction of bacterial counts from almost tOS to only 40 cells per g of kidney. The reintroduction of the cloned S fimbrial adhesin determinant (sfa) increases the virulence of the avirulent mutant strain by a factor of 20; almost the same eß'ect was observed after restoration of serum resistance by Integration of an sja+ recombinant cosmid into the chromosome. Additional reintroduction of the my+ phenotype by Iransformation of two hly determinants increased the virulence of the strains. Demolysin production determined increased renal elimination of leukocytes and erythrocytes. Thus all three determinants investigated, S fimbriae, serum resistance, and hemolysin, contribute to the multifactorial phenomenon of E. coli nephropathogenicity.}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @article{MarreHackerBraun1989, author = {Marre, R. and Hacker, J{\"o}rg and Braun, V.}, title = {The cell-bound hemolysin of Serratia marcescens contributes to uropathogenicity}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59576}, year = {1989}, abstract = {No abstract available}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @article{MarreHacker1987, author = {Marre, R. and Hacker, J{\"o}rg}, title = {Role of S and common type I-fimbriae of Escherichia coli in experimental upper and lower urinary tract infection}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59468}, year = {1987}, abstract = {No abstract available}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @article{MarincolaLiongSchoenetal.2021, author = {Marincola, Gabriella and Liong, Olivia and Schoen, Christoph and Abouelfetouh, Alaa and Hamdy, Aisha and Wencker, Freya D. R. and Marciniak, Tessa and Becker, Karsten and K{\"o}ck, Robin and Ziebuhr, Wilma}, title = {Antimicrobial Resistance Profiles of Coagulase-Negative Staphylococci in Community-Based Healthy Individuals in Germany}, series = {Frontiers in Public Health}, volume = {9}, journal = {Frontiers in Public Health}, issn = {2296-2565}, doi = {10.3389/fpubh.2021.684456}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-240881}, year = {2021}, abstract = {Coagulase-negative staphylococci (CoNS) are common opportunistic pathogens, but also ubiquitous human and animal commensals. Infection-associated CoNS from healthcare environments are typically characterized by pronounced antimicrobial resistance (AMR) including both methicillin- and multidrug-resistant isolates. Less is known about AMR patterns of CoNS colonizing the general population. Here we report on AMR in commensal CoNS recovered from 117 non-hospitalized volunteers in a region of Germany with a high livestock density. Among the 69 individuals colonized with CoNS, 29 had reported contacts to either companion or farm animals. CoNS were selectively cultivated from nasal swabs, followed by species definition by 16S rDNA sequencing and routine antibiotic susceptibility testing. Isolates displaying phenotypic AMR were further tested by PCR for presence of selected AMR genes. A total of 127 CoNS were isolated and Staphylococcus epidermidis (75\%) was the most common CoNS species identified. Nine isolates (7\%) were methicillin-resistant (MR) and carried the mecA gene, with seven individuals (10\%) being colonized with at least one MR-CoNS isolate. While resistance against gentamicin, phenicols and spectinomycin was rare, high resistance rates were found against tetracycline (39\%), erythromycin (33\%) and fusidic acid (24\%). In the majority of isolates, phenotypic resistance could be associated with corresponding AMR gene detection. Multidrug-resistance (MDR) was observed in 23\% (29/127) of the isolates, with 33\% (23/69) of the individuals being colonized with MDR-CoNS. The combined data suggest that MR- and MDR-CoNS are present in the community, with previous animal contact not significantly influencing the risk of becoming colonized with such isolates.}, language = {en} } @article{MarincolaJaschkowitzKieningeretal.2021, author = {Marincola, Gabriella and Jaschkowitz, Greta and Kieninger, Ann-Katrin and Wencker, Freya D.R. and Feßler, Andrea T. and Schwarz, Stefan and Ziebuhr, Wilma}, title = {Plasmid-Chromosome Crosstalk in Staphylococcus aureus: A Horizontally Acquired Transcription Regulator Controls Polysaccharide Intercellular Adhesin-Mediated Biofilm Formation}, series = {Frontiers in Cellular and Infection Microbiology}, volume = {11}, journal = {Frontiers in Cellular and Infection Microbiology}, issn = {2235-2988}, doi = {10.3389/fcimb.2021.660702}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-232903}, year = {2021}, abstract = {Livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus (LA-MRSA) of clonal complex CC398 typically carry various antimicrobial resistance genes, many of them located on plasmids. In the bovine LA-MRSA isolate Rd11, we previously identified plasmid pAFS11 in which resistance genes are co-localized with a novel ica-like gene cluster, harboring genes required for polysaccharide intercellular adhesin (PIA)-mediated biofilm formation. The ica genes on pAFS11 were acquired in addition to a pre-existing ica locus on the S. aureus Rd11 chromosomal DNA. Both loci consist of an icaADBC operon and icaR, encoding a corresponding icaADBC repressor. Despite carrying two biofilm gene copies, strain Rd11 did not produce PIA and transformation of pAFS11 into another S. aureus strain even slightly diminished PIA-mediated biofilm formation. By focusing on the molecular background of the biofilm-negative phenotype of pAFS11-carrying S. aureus, we identified the pAFS11-borne ica locus copy as functionally fully active. However, transcription of both plasmid- and core genome-derived icaADBC operons were efficiently suppressed involving IcaR. Surprisingly, although being different on the amino acid sequence level, the two IcaR repressor proteins are mutually replaceable and are able to interact with the icaA promoter region of the other copy. We speculate that this regulatory crosstalk causes the biofilm-negative phenotype in S. aureus Rd11. The data shed light on an unexpected regulatory interplay between pre-existing and newly acquired DNA traits in S. aureus. This also raises interesting general questions regarding functional consequences of gene transfer events and their putative implications for the adaptation and evolution of bacterial pathogens.}, language = {en} } @phdthesis{Maldeghem2001, author = {Maldeghem, Jeannette ¬von¬}, title = {Charakterisierung und Antibiotika-Resistenzprofil von Shiga Toxin-produzierenden Escherichia coli Isolaten von Patienten und Ausscheidern}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1181990}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {Einhundertvierundvierzig STEC-St{\"a}mme von Patienten mit h{\"a}molytisch-ur{\"a}mischem Syndrom (68 St{\"a}mme), von Durchfallpatienten (42 St{\"a}mme) und von asymptomatischen Ausscheidern (44 St{\"a}mme) wurden im Rahmen dieser Arbeit auf ihre Antibiotika-empfindlichkeit hin untersucht. Zu den insgesamt 13 getesteten Antibiotika z{\"a}hlten die ß-Laktam Antibiotika Ampicillin, Piperacillin, Cefotaxim, Ceftazidim, Cefotiam und Imipenem, die Aminoglykoside Gentamicin und Streptomycin, die Gyrasehemmer Ofloxacin und Ciprofloxacin sowie Tetracyclin, Chlorampenicol und die Sulfamethoxazol/Trimethoprim-Kombination Cotrimoxazol. Alle E. coli O157 St{\"a}mme, die von Patienten mit HUS isoliert wurden, waren sensibel gegen die getesteten Antibiotika. Lediglich ein E. coli O157 Stamm, der von einem Durchfall-Patienten isoliert wurde, zeigte eine Resistenz gegen Tetracyclin. Allgemein h{\"a}ufiger wurden Antibiotikaresistenzen bei non-O157 St{\"a}mmen gefunden. F{\"u}nf von 22 non-O157 St{\"a}mmen, die von HUS-Patienten isolierten wurden, zeigten mindestens eine Resistenz gegen die getesteten Antibiotika. Vierzehn von f{\"u}nfunddreißig non-O157 E. coli St{\"a}mmen, die sowohl von Durchfall-Patienten als auch von asymptomatischen Ausscheidern stammten, konnten sowohl Einfachresistenzen als auch Multiresistenzen aufweisen. Die Bestimmung der minimalen Hemmkonzentration (MHK) zeigte, daß alle resistente St{\"a}mme einen extrem hohen Resistenzstatus besitzen. Sowohl ß-Laktam als auch Tetracyclin Resistenzen konnten mittels Konjugation auf einen E. coli-Laborstamm {\"u}bertragen werden. Dies l{\"a}ßt die Anwesenheit von R-Plasmiden vermuten. Die Tatsache, daß {\"u}ber 12 Prozent Shigatoxin produzierender E. coli St{\"a}mme aus humanen Stuhlproben Antibiotikaresistenzen aufweisen, hat klinische und epidemiologische Bedeutung. Resistente STEC-St{\"a}mme h{\"a}tten einen selektiven Vorteil gegen{\"u}ber anderen koliformen Bakterien in Mastbetrieben, die Antibiotika dem Futtermittel beimengen. Hieraus wiederum steigt die Gefahr einer potentiellen {\"U}bertragung resistenter Pathogene auf den Menschen. Auf der anderen Seite k{\"o}nnte die ansteigende Anzahl Antibiotika-resistenter St{\"a}mme zu einer rasch durchf{\"u}hrbaren epidemiologischen Nachweismethode f{\"u}hren.}, language = {de} } @article{MakoahNigelArndtPradel2012, author = {Makoah Nigel, Animake and Arndt, Hans-Dieter and Pradel, Gabriele}, title = {The proteasome of malaria parasites: A multi-stage drug target for chemotherapeutic intervention?}, series = {International Journal for Parasitology: Drugs and Drug Resistance}, volume = {2}, journal = {International Journal for Parasitology: Drugs and Drug Resistance}, doi = {10.1016/j.ijpddr.2011.12.001}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-137777}, pages = {1-10}, year = {2012}, abstract = {The ubiquitin/proteasome system serves as a regulated protein degradation pathway in eukaryotes, and is involved in many cellular processes featuring high protein turnover rates, such as cell cycle control, stress response and signal transduction. In malaria parasites, protein quality control is potentially important because of the high replication rate and the rapid transformations of the parasite during life cycle progression. The proteasome is the core of the degradation pathway, and is a major proteolytic complex responsible for the degradation and recycling of non-functional ubiquitinated proteins. Annotation of the genome for Plasmodium falciparum, the causative agent of malaria tropica, revealed proteins with similarity to human 26S proteasome subunits. In addition, a bacterial ClpQ/hslV threonine peptidase-like protein was identified. In recent years several independent studies indicated an essential function of the parasite proteasome for the liver, blood and transmission stages. In this review, we compile evidence for protein recycling in Plasmodium parasites and discuss the role of the 26S proteasome as a prospective multi-stage target for antimalarial drug discovery programs.}, language = {en} } @article{MakgotlhoMarincolaSchaeferetal.2013, author = {Makgotlho, Phuti E. and Marincola, Gabriella and Sch{\"a}fer, Daniel and Liu, Quian and Bae, Taeok and Geiger, Tobias and Wasserman, Elizabeth and Wolz, Christine and Ziebuhr, Wilma and Sinha, Bhanu}, title = {SDS Interferes with SaeS Signaling of Staphylococcus aureus Independently of SaePQ}, series = {PLOS ONE}, volume = {8}, journal = {PLOS ONE}, number = {8}, issn = {1932-6203}, doi = {10.1371/journal.pone.0071644}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-128469}, pages = {e71644}, year = {2013}, abstract = {The Staphylococcus aureus regulatory saePQRS system controls the expression of numerous virulence factors, including extracellular adherence protein (Eap), which amongst others facilitates invasion of host cells. The saePQRS operon codes for 4 proteins: the histidine kinase SaeS, the response regulator SaeR, the lipoprotein SaeP and the transmembrane protein SaeQ. S. aureus strain Newman has a single amino acid substitution in the transmembrane domain of SaeS (L18P) which results in constitutive kinase activity. SDS was shown to be one of the signals interfering with SaeS activity leading to inhibition of the sae target gene eap in strains with SaeS(L) but causing activation in strains containing SaeS(P). Here, we analyzed the possible involvement of the SaeP protein and saePQ region in SDS-mediated sae/eap expression. We found that SaePQ is not needed for SDS-mediated SaeS signaling. Furthermore, we could show that SaeS activity is closely linked to the expression of Eap and the capacity to invade host cells in a number of clinical isolates. This suggests that SaeS activity might be directly modulated by structurally non-complex environmental signals, as SDS, which possibly altering its kinase/phosphatase activity.}, language = {en} } @article{MaichlKirnerBecketal.2023, author = {Maichl, Daniela Simone and Kirner, Julius Arthur and Beck, Susanne and Cheng, Wen-Hui and Krug, Melanie and Kuric, Martin and Ade, Carsten Patrick and Bischler, Thorsten and Jakob, Franz and Hose, Dirk and Seckinger, Anja and Ebert, Regina and Jundt, Franziska}, title = {Identification of NOTCH-driven matrisome-associated genes as prognostic indicators of multiple myeloma patient survival}, series = {Blood Cancer Journal}, volume = {13}, journal = {Blood Cancer Journal}, doi = {10.1038/s41408-023-00907-6}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-357598}, year = {2023}, abstract = {No abstract available.}, language = {en} } @phdthesis{Maibaum2002, author = {Maibaum, Maria}, title = {Molekulargenetische Untersuchungen zur Persistenz und Genomvariabilit{\"a}t von Escherichia-coli-Isolaten von Patientinnen mit chronisch rezidivierenden Harnwegsinfektionen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4581}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2002}, abstract = {Harnwegsinfektionen geh{\"o}ren zu den h{\"a}ufigsten Infektionskrankheiten des Menschen und werden {\"u}berwiegend durch uropathogene Escherichia coli (UPEC) ausgel{\"o}st. Die genaue Erforschung der Krankheitserreger durch molekularbiologische Verfahren k{\"o}nnte zur Entwicklung neuer diagnostischer Methoden sowie zu besseren Pr{\"a}ventions- und Therapiestrategien f{\"u}hren. In der vorliegenden Studie wurden 166 Stuhl- und 86 Urinisolate, die von Patientinnen mit chronisch rezidivierenden Harnwegsinfektionen gewonnen wurden, auf das Vorhandensein der Virulenzfaktoren alpha-H{\"a}molysin, P-, S- und Typ-1-Fimbrien sowie den zytotoxisch-nekrotisierenden Faktor 1 sowohl geno- als auch ph{\"a}notypisch untersucht. Weiterhin wurde mit Hilfe der Rep-PCR und der Pulsfeldgelelektrophorese ein Identit{\"a}ts-Screening durchgef{\"u}hrt, so daß s{\"a}mtliche E. coli-Isolate zu 46 Stuhl- und 16 Urinklonen zusammengefaßt werden konnten. Alle untersuchten Gene fanden sich bei den Urinklonen h{\"a}ufiger als bei den Stuhlklonen, dabei war das Typ-1-Fimbrien-Gencluster jeweils am h{\"a}ufigsten vorhanden. Im Gegensatz zu den Stuhlst{\"a}mmen exprimierten alle hly positiven Urinst{\"a}mme dieses Toxin auch, die Fimbrienproduktion {\"u}berwog dagegen bei den Stuhlisolaten. Bez{\"u}glich der Klinik korrelierte die Pathogenit{\"a}t der Urinklone mit der Aktivit{\"a}tsstufe, bei den Stuhlklonen konnte dieser Zusammenhang nicht nachgewiesen werden. Bedingt durch den chronischen Krankheitsverlauf der Patientinnen wiesen die E. coli-Isolate dieser Studie ein geringeres pathogenes Potential auf als vergleichbare Isolate akuter Infektionsereignisse. Es konnten keine Deletionen von Pathogenit{\"a}tsinseln beobachtet werden. Auffallend war, daß unter der Langzeitmetaphylaxe mit AcimethinR s{\"a}mtliche untersuchten Pathogenit{\"a}tsfaktoren seltener auftraten. Bei der Beobachtung der einzelnen Patientinnen {\"u}ber einen l{\"a}ngeren Zeitraum hinweg (Januar bis Oktober 1998) konnten mehrfach Persistenzen verschiedener Klone von bis zu 9 Monaten nachgewiesen werden.}, language = {de} } @article{LueckBenderOttetal.1991, author = {L{\"u}ck, P. Christian and Bender, Larisa and Ott, Manfred and Helbig, J{\"u}rgen H. and Hacker, J{\"o}rg}, title = {Analysis of Legionella pneumophila serogroup 6 strains isolated from a hospital warm water supply over a three-year period by using genomic long-range mapping techniques and monoclonal antibodies}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-40392}, year = {1991}, abstract = {Over a period of 3 years, Legionella pneumophila serogroup 6 strains were isolated from warm water outlets and dental units in the Dental Faculty and from the Surgery and Internal Medicine Clinics at the University of Dresden, Dresden, Germany. In the bacteriological unit of the above-mentioned facility, L. pneumophila serogroups 3 and 12 were grown frl,)m warm water specimens. The medical facilities are located in separate buildings connected with a ring pipe warm water system. All L. pneumophila serogroup 6 strains isolated from the warm water supply reacted with a serogroup-specific monoclonal antibody, but not with two other monoclonal antibodies which are subgroup specific, reacting with other serogroup 6 strains. The NolI genomic profiles obtained by pulsed-field gel electrophoresis of 25 serogroup 6 strains isolated from the Dental Faculty over a 3-year period, 1 isolate from the Internal Medicine Clinic, and 4 strains from the Surgery Clinic were identical. Furthermore, all these strains hybridized with a 3OO-kb NolI fragment when a legiolysin (lIy)-specific DNA probe was used. The NolI pattern, however, differed from those of six serogroup 6 strains of other origins, one serogroup 12 strain from the bacteriological unit, and another six unrelated strains of serogroups other than serogroup 6. L. pneumophila serogroup 6 strains which can be divided into only two subgroups by the use of monoclonal antibodies are differentiated in at least six Noli cleavage types obtained by pulsed-field electrophoresis.}, language = {en} } @phdthesis{Loessner2002, author = {L{\"o}ßner, Isabel}, title = {Die Rolle des bakteriellen Insertionselements IS256 bei der Modulation der Biofilmbildung in Staphylococcus epidermdis}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-3258}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2002}, abstract = {Staphylococcus epidermidis z{\"a}hlt zu den h{\"a}ufigsten Erregern nosokomialer Infektionen im Zusammenhang mit implantierten Fremdk{\"o}rpern. Diese Bakterien zeigen eine außergew{\"o}hnliche ph{\"a}notypische und genotypische Variabilit{\"a}t, von der auch die Expression wichtiger virulenz- und resistenzassoziierter Gene betroffen ist. M{\"o}glicherweise verf{\"u}gen Staphylokokken damit {\"u}ber Anpassungsstrategien, die sie f{\"u}r das {\"U}berleben unter wechselnden Umweltbedingungen ben{\"o}tigen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle von bakteriellen Insertionssequenzen (IS) bei der Genomplastizit{\"a}t von Staphylococcus epidermidis untersucht. Im Mittelpunkt des Interesses stand dabei das Insertionselement IS256 und sein Einfluß auf die Biofilmbildung von Staphylococcus epidermidis. Die F{\"a}higkeit von S. epidermidis, an Oberfl{\"a}chen zu haften und Biofilme zu bilden ist von der Pr{\"a}senz und Expression des ica-Operons abh{\"a}ngig, das Enzyme f{\"u}r die Synthese eines Exopolysaccharids (PIA) kodiert. Die PIA-Produktion ist {\"a}ußerst variabel und hat damit Einfluß auf das Virulenz- und Kolonisierungsverhalten dieser Bakterien. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde gezeigt, daß die ver{\"a}nderliche PIA-Produktion bei S. epidermidis im wesentlichen auf drei Mechanismen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist, an denen das IS-Element IS256 urs{\"a}chlich beteiligt ist. Zun{\"a}chst konnte durch den Vergleich der IS256-spezifischen Hybridisierungsmuster eines biofilmbildenden S. epidermidis-Wildtypstammes und dessen PIA-negativer Spontanvarianten gezeigt werden, daß die multiplen IS256-Kopien im Genom dieses Stammes außerordentlich aktiv sind. Die n{\"a}here Analyse der Varianten ergab bei einem Teil der PIA-negativen Abk{\"o}mmlinge umfangreiche IS256-vermittelte genomische Umordnungen als Ursache f{\"u}r den Verlust der Biofilmbildung. Eine weitere Gruppe von Biofilm-negativen Varianten wies IS256-Insertionen im ica-Gencluster auf. Die Verteilung der Insertionsstellen im ica-Operon ließ darauf schließen, daß es sich bei dem icaC-Gen um einen Hot-spot f{\"u}r die Integration von IS256 handelt. Solche ica::IS256-Insertionen konnten bereits in zahlreichen S. epidermidis St{\"a}mmen nachgewiesen werden. Da diese Insertionen reversibel sind, bilden sie eine wesentliche Ursache f{\"u}r die Phasenvariation der Biofilmbildung von S. epidermidis. Bei einer dritten Gruppe von Varianten konnten Deletionen verschieden großer DNA-Abschnitte im S. epidermidis-Chromosom beobachtet werden, die zu einem Verlust der ica-Gene und damit der F{\"a}higkeit, Biofilme auszubilden, f{\"u}hrte. Um die Frage zu kl{\"a}ren, welche Gene in der Umgebung des ica-Operons liegen und durch die Deletion von bis zu 250 kb-großen DNA-Fragmenten verloren gehen, wurde eine Cosmid-Genbank des S. epidermidis -Wildtypstammes erstellt. Die durch Nukleotidsequenzierung erhaltenen Informationen wurden mit der in der Genom-Datenbank zur Verf{\"u}gung stehenden Sequenz des 1. A ZUSAMMENFASSUNG 2 Referenzstammes S. epidermidis RP62A verglichen und in einer Genkarte zusammengefaßt. Neben einzelnen Unterschieden zwischen den beiden S. epidermidis-St{\"a}mmen fiel vor allem auf, daß mehrere der von der Deletion betroffenen Leseraster f{\"u}r Proteine mit {\"A}hnlichkeiten zu oberfl{\"a}chenassoziierten Proteinen kodieren, die an der Adh{\"a}renz der Bakterien beteiligt sein k{\"o}nnten. Daneben finden sich aber auch Leserahmen mit {\"A}hnlichkeiten zu Transportsystemen und zahlreiche mobile genetische Elemente. Diese Ergebnisse lassen vermuten, daß das ica-Operon von S. epidermidis m{\"o}glicherweise Teil einer Pathogenit{\"a}tsinsel ist. Die Analyse der Deletionsrandbereiche einer Mutante ergab, daß der Verlust von mehr als 200 kb DNA durch homologe Rekombination zwischen zwei IS256-Elementen vermittelt wurde, die im Wildtypstamm in gleicher Orientierung zueinander vorlagen. Da IS256 offensichtlich eine wichtige Rolle bei der Genomplastizit{\"a}t von S. epidermidis spielt, konzentrierte sich der zweite Teil der Arbeit auf die Aufkl{\"a}rung des Transpositionsmechanismus dieses IS-Elements. Dabei konnte gezeigt werden, daß IS256 eine alternative Transpositionsreaktion nutzt, die durch die Bildung zirkul{\"a}rer, extrachromosomaler DNA-Molek{\"u}le gekennzeichnet ist. Diese DNA-Zirkel bestehen aus einer vollst{\"a}ndigen IS256-Kopie, bei der die beiden Enden des Elementes durch eine variable Anzahl von Nukleotiden fremder DNA als Br{\"u}cke miteinander verbunden sind. Es konnte gezeigt werden, daß diese kurzen DNA-Abschnitte aus der Nachbarschaft der fr{\"u}heren IS256-Insertionsstelle stammen, wobei sowohl stromaufw{\"a}rts als auch stromabw{\"a}rts liegende Nukleotidsequenzen nachgewiesen wurden. Neben diesen vollst{\"a}ndigen IS256-Zirkeln wurden aber auch Molek{\"u}le gefunden, bei denen entweder das rechte oder das linke Ende von IS256 fehlten. Die Daten legen nahe, daß beide IS256-Enden an der Zirkelbildung teilnehmen k{\"o}nnen und im Unterschied zu anderen zirkelbildenden Insertionssequenzen, die Strangtransferreaktion w{\"a}hrend der Zirkularisierung mit geringer Spezifit{\"a}t verl{\"a}uft. Ringf{\"o}rmige IS256-Molek{\"u}le konnten sowohl in S. epidermidis als auch in rekombinanten S. aureus und E. coli-St{\"a}mmen nachgewiesen werden, was auf eine untergeordnete Rolle speziesspezifischer Faktoren bei diesem Prozeß schließen l{\"a}ßt. Dagegen konnte durch die Einf{\"u}hrung einer Mutation in das putative Transposasegen des Elementes gezeigt werden, daß dieses Genprodukt f{\"u}r die IS256-Zirkularisierung essentiell ist. Es ist zu vermuten, daß die Bildung zirkul{\"a}rer IS256-Molek{\"u}le die Voraussetzung f{\"u}r die pr{\"a}zise Exzision des Elementes w{\"a}hrend der Phasenvariation der Biofilmproduktion bildet. Außerdem ist die Generierung stabiler Mutationen durch das Zur{\"u}cklassen von Teilen der duplizierten Zielsequenz oder durch die Vermittlung kleinerer Deletionen w{\"a}hrend der Zirkelbildung vorstellbar. Dar{\"u}ber hinaus bilden die multiplen Kopien des Elementes im Genom Kreuzungspunkte f{\"u}r homologe Rekombinationsereignisse. IS256 stellt damit sehr wahrscheinlich einen wesentlichen Faktor f{\"u}r die Flexibilit{\"a}t des Genoms von S. epidermidis dar. Die detaillierte Aufkl{\"a}rung der molekularen Mechanismen, die die Transposition von IS256 beeinflussen, k{\"o}nnten daher wertvolle Einblicke in die genetischen Anpassungsstrategien dieses bedeutenden nosokomialen Pathogens geben.}, subject = {Staphylococcus epidermis}, language = {de} } @article{LudwigSchmidMarreetal.1991, author = {Ludwig, B. and Schmid, A. and Marre, R. and Hacker, J{\"o}rg}, title = {Cloning, genetic analysis and nucleotide sequence of a determinant coding for a 19 kd peptidoglycan-associated protein (Ppl) of Legionella pneumophila}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59721}, year = {1991}, abstract = {A genomic library of Legionello pneumophihz, the causative agent of Legionnaires disease in humans, was constructed in Escherichill coli K-12, and the recombinant clones were screened by immuno-colony blots with im antiserum raised against heat-killed L. pneumophilo. Twenty-three clones coding for a LegioneUa-specific protein of 19 kDa were isolated. The 19-kDa protein, which represents an outer membrane protein, was found tobe associated with the peptidoglycan layer bothin L. pneumophilo andin the recombinant E. coli clones. This was shown by electrophoresis and Western immunoblot analysis of bacterial cell membrane fractions witb a monospecific polyclonal 19-kDa protein-specific antiserum. Tbe protein was termed peptidoglycan-associated protein of L. pneumophilo (Ppl). The corresponding genetic determinant, ppl, was subcloned on a 1.8-kb Clol fragment. DNA sequence studies revealed that two open reading frames, pplA and pplB, coding for putative proteins of 18~9 and 16.8 kDa, respectively, were located on the Clol fragment. Exonuclease 111 digestion studies confirmed tbat pplA is the gene coding for the peptidoglycan.;.associated 19-kDa protein of L. pneumophilo. The amino acid sequence of PpiA exhibits a high degree of homology to the sequences of the Pal Iipoproteins of E. coli K-12 and liaemophilus injluenvze.}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @article{LioliouSharmaCaldelarietal.2012, author = {Lioliou, Efthimia and Sharma, Cynthia M. and Caldelari, Isabelle and Helfer, Anne-Catherine and Fechter, Pierre and Vandenesch, Fran{\c{c}}ois and Vogel, J{\"o}rg and Romby, Pascale}, title = {Global Regulatory Functions of the Staphylococcus aureus Endoribonuclease III in Gene Expression}, series = {PLoS Genetics}, volume = {8}, journal = {PLoS Genetics}, number = {6}, doi = {10.1371/journal.pgen.1002782}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-127219}, pages = {e1002782}, year = {2012}, abstract = {RNA turnover plays an important role in both virulence and adaptation to stress in the Gram-positive human pathogen Staphylococcus aureus. However, the molecular players and mechanisms involved in these processes are poorly understood. Here, we explored the functions of S. aureus endoribonuclease III (RNase III), a member of the ubiquitous family of double-strand-specific endoribonucleases. To define genomic transcripts that are bound and processed by RNase III, we performed deep sequencing on cDNA libraries generated from RNAs that were co-immunoprecipitated with wild-type RNase III or two different cleavage-defective mutant variants in vivo. Several newly identified RNase III targets were validated by independent experimental methods. We identified various classes of structured RNAs as RNase III substrates and demonstrated that this enzyme is involved in the maturation of rRNAs and tRNAs, regulates the turnover of mRNAs and non-coding RNAs, and autoregulates its synthesis by cleaving within the coding region of its own mRNA. Moreover, we identified a positive effect of RNase III on protein synthesis based on novel mechanisms. RNase III-mediated cleavage in the 5′ untranslated region (5′UTR) enhanced the stability and translation of cspA mRNA, which encodes the major cold-shock protein. Furthermore, RNase III cleaved overlapping 5′UTRs of divergently transcribed genes to generate leaderless mRNAs, which constitutes a novel way to co-regulate neighboring genes. In agreement with recent findings, low abundance antisense RNAs covering 44\% of the annotated genes were captured by co-immunoprecipitation with RNase III mutant proteins. Thus, in addition to gene regulation, RNase III is associated with RNA quality control of pervasive transcription. Overall, this study illustrates the complexity of post-transcriptional regulation mediated by RNase III.}, language = {en} } @article{LinhardtZiebuhrMeyeretal.1992, author = {Linhardt, F. and Ziebuhr, W. and Meyer, P. and Witte, W. and Hacker, J{\"o}rg}, title = {Pulsed-field gel electrophoresis of genomic restriction fragments as a tool for the epidemiological analysis of Staphylococcus aureus and coagulase-negative Staphylococci}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59811}, year = {1992}, abstract = {Thirtccn StttJ1hylococcus dw·eus and s: <'pid<'l'· midis strains ohtaincd from nnsc and hand nf twn cmployccs and onc paticnt uf a mcdical ward as weil as two S. hemol.\"licus strains wcrc analyscd according to thcir rcstrktion fmgmcnt lcngth pattcrns ( RFLP) hy pulscd-ficld gcl clcctrophorcsis (PFGE) using thc rcslriction cnzymcs SmaJ and s.. .· tll. Spccics idcntification nf thc isolatcs was pcrformcd hy a systcm which includcs :!O hiochcmical rc"ctions. Furthcrmorc. thc antillintic resistancc pattcrns of thc stmins wcrc dctcrmincd. Whilc scvcral isolatcs cxhihitcd idcnticaf antihiotic susccptihilitics and hiochcmical prnfilcs. diffcrences in thc RFLP wcrc ohtaincd. ln thrcc cascs, S. epiderm{\"u}lis strains colonizing thc skin showcd an idcntical rcstriction profilc as isollltcs from thc mucous mcmhrancs of thc samc pcrson. Wc C(mcludcd that thc analysis of staphylococcal strains hy PFGE is an important cpidcmiolngical tnnl with high discrimination power.}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @phdthesis{Lindner2005, author = {Lindner, Karin}, title = {Untersuchungen zum Einfluss der ATP-abh{\"a}ngigen Protease ClpXP auf die Regulation und Expression Virulenz-assoziierter Gene des uropathogenen E. coli Stammes 536}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17627}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2005}, abstract = {Die ATP-abh{\"a}ngige Serinprotease ClpXP ist f{\"u}r die Kontrolle und Verf{\"u}gbarkeit einer großen Anzahl von Enzymen und regulatorischer Proteine sowie f{\"u}r den Abbau fehlge-falteter Proteine verantwortlich. Sie besteht aus zwei Komponenten, der Protease ClpP und der ATPase ClpX, welche f{\"u}r die Substratspezifit{\"a}t verantwortlich ist und zus{\"a}tzlich als Chaperon wirken kann. Durch den gezielten Abbau globaler Regulatoren wie dem alternativen Sigmafaktor RpoS kommt die regulatorische Funktion der Protease auf post-translationaler Ebene zum Tragen. Um den Einfluss der Protease ClpXP auf die Virulenz-eigenschaften uropathogener Escherichia coli zu studieren, wurde der uropathogene E. coli Stamm 536 als Modellorganismus verwendet. Uropathogene E. coli St{\"a}mme werden als h{\"a}ufigste Erreger von Harnwegsinfektionen des Menschen beschrieben. Der E. coli Stamm 536 (O6:K15:H31) unterscheidet sich von apathogenen St{\"a}mmen durch die Anwesenheit von bislang sechs charakterisierten Pathogenit{\"a}tsinseln (PAIs), die f{\"u}r eine Reihe verschiedener Virulenzfaktoren wie Prf- und S-Fimbrien, alpha-H{\"a}molysin, dem Kapselantigen K15 und Eisenaufnahmesystemen kodieren. Zudem exprimiert der Stamm Curli-Fimbrien, eine Flagelle vom Serotyp H31 und ist aufgrund seines glatten Lipopolysaccharid Ph{\"a}notyps (O6 Antigen) serumresistent. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss der Protease ClpXP auf die Regulation und Expression Virulenz-assoziierter Gene des E. coli Stammes 536 sowohl auf Protein-, als auch auf Transkriptebene n{\"a}her zu charakterisieren. Um den Einfluss der clpX- und clpP-Deletion auf die Proteinexpression des E. coli Stammes 536 zu untersuchen, wurde die Methode der zweidimensionalen (2-D) Gelelektrophorese angewendet. Es wurden zytoplasmatische und extrazellul{\"a}re Proteine der logarithmischen und station{\"a}ren Wachstumsphase untersucht und in diesem Zusammenhang jeweils ein internes Mastergel aller 93 identifizierten zytoplasmatischen und aller 127 identifizierten Proteinen des extrazellul{\"a}ren Proteoms angefertigt. In der zytoplasmatischen Fraktion konnte f{\"u}r 13 Proteine aus der logarithmischen und f{\"u}r 25 Proteine aus der station{\"a}ren Wachstums-phase eine unterschiedliche Expression festgestellt werden. Die 2-D Analyse der Proteine aus dem Kultur{\"u}berstand ergab ein erh{\"o}htes Sekretionsverm{\"o}gen der clpX- und clpP-negativen St{\"a}mme sowohl in der logarithmischen als auch in der station{\"a}ren Wachstums-phase. Dar{\"u}ber hinaus konnte eine reduzierte Expression von Hauptstrukturuntereinheiten der Prf-, S-, CS12-{\"a}hnlichen und Typ 1-Fimbrien sowie des Autotransporters Ag43 in den clpX- und clpP-Mutanten nachgewiesen werden. Zus{\"a}tzlich wiesen diese St{\"a}mme eine verst{\"a}rkte Expression des Flagellins FliC auf. Durch Western Blot-Analysen und weitere ph{\"a}notypische Tests konnten die Ergebnisse aus den Proteomstudien f{\"u}r Prf-, S- und Typ 1-Fimbrien sowie f{\"u}r die Flagellenexpression best{\"a}tigt werden. Zudem war eine stark verlangsamte Expression von Curli und Cellulose bei Temperaturen unter 37 °C, eine erh{\"o}hte Motilit{\"a}t und ein „hyperflagellierter" Ph{\"a}notyp der clpX- und clpP-negativen St{\"a}mme zu beobachten. Demgegen{\"u}ber hatte ClpXP keinen Einfluss auf die alpha-H{\"a}molysinproduktion, die Expression des Lipopolysaccharides, die Serumresistenz und in vivo-Virulenz dieses Stammes. Bei anschließenden Transkriptionsanalysen (semiquantitative Real-Time Reverse Transkrip-tion (RT)-PCR) der Gene, welche f{\"u}r die Hauptstrukturuntereinheiten von Fimbrien kodieren, konnte eine reduzierte Transkription der Determinanten f{\"u}r Prf-, S-, und Curli-Fimbrien, aber eine erh{\"o}hte Transkription f{\"u}r Gencluster der Typ 1- und CS12-{\"a}hnlichen Fimbrien und keine {\"A}nderung der Transkriptmengen f{\"u}r Gene des Pix-Fimbrienoperons in den Mutantenst{\"a}mmen nachgewiesen werden. Die Transkription der beiden Antigen 43 Varianten ORF52III und ORF47V war durch die Deletion von clpX und clpP gleichermaßen betroffen und deutlich reduziert. ClpXP hatte aber keinen Einfluss auf die Transkription des „Masterregulatorgens" flhC der Flagellen-Regulationskaskade, beeinflusst jedoch die in der Hierarchie weiter unten liegender Operons positiv, da eine deutlich erh{\"o}hte Expression von fliA und fliC nachgewiesen werden konnte. Demzufolge hat ClpXP einen negativen regulatorischen Effekt auf die Flagellenexpression, der aber erst auf posttranskriptionaler oder posttranslationaler Ebene auftritt. Viele der beobachteten Einfl{\"u}sse, v.a. auf die Flagellen- und Fimbrienexpression, konnten auf die fehlende regulatorische Wirkung von RpoS zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden, welches ausschließlich durch ClpXP degradiert wird. Zudem lassen die Ergebnisse vermuten, dass der globale Regulator Lrp, welcher eine wichtige Rolle bei der Regulation der Fimbrienexpression spielt, direkt oder indirekt durch ClpXP beeinflusst wird, wodurch die regulatorischen Netzwerke zus{\"a}tzlich gest{\"o}rt werden.}, subject = {Escherichia coli}, language = {de} } @article{LindgreenUmuLaietal.2014, author = {Lindgreen, Stinus and Umu, Sinan Uğur and Lai, Alicia Sook-Wei and Eldai, Hisham and Liu, Wenting and McGimpsey, Stephanie and Wheeler, Nicole E. and Biggs, Patrick J. and Thomson, Nick R. and Barquist, Lars and Poole, Anthony M. and Gardner, Paul P.}, title = {Robust Identification of Noncoding RNA from Transcriptomes Requires Phylogenetically-Informed Sampling}, series = {PLOS Computational Biology}, volume = {10}, journal = {PLOS Computational Biology}, number = {10}, doi = {10.1371/journal.pcbi.1003907}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-115259}, pages = {e1003907}, year = {2014}, abstract = {Noncoding RNAs are integral to a wide range of biological processes, including translation, gene regulation, host-pathogen interactions and environmental sensing. While genomics is now a mature field, our capacity to identify noncoding RNA elements in bacterial and archaeal genomes is hampered by the difficulty of de novo identification. The emergence of new technologies for characterizing transcriptome outputs, notably RNA-seq, are improving noncoding RNA identification and expression quantification. However, a major challenge is to robustly distinguish functional outputs from transcriptional noise. To establish whether annotation of existing transcriptome data has effectively captured all functional outputs, we analysed over 400 publicly available RNA-seq datasets spanning 37 different Archaea and Bacteria. Using comparative tools, we identify close to a thousand highly-expressed candidate noncoding RNAs. However, our analyses reveal that capacity to identify noncoding RNA outputs is strongly dependent on phylogenetic sampling. Surprisingly, and in stark contrast to protein-coding genes, the phylogenetic window for effective use of comparative methods is perversely narrow: aggregating public datasets only produced one phylogenetic cluster where these tools could be used to robustly separate unannotated noncoding RNAs from a null hypothesis of transcriptional noise. Our results show that for the full potential of transcriptomics data to be realized, a change in experimental design is paramount: effective transcriptomics requires phylogeny-aware sampling.}, language = {en} } @article{LiaoTtofaliSlotkowskietal.2019, author = {Liao, Chunyu and Ttofali, Fani and Slotkowski, Rebecca A. and Denny, Steven R. and Cecil, Taylor D. and Leenay, Ryan T. and Keung, Albert J. and Beisel, Chase L.}, title = {Modular one-pot assembly of CRISPR arrays enables library generation and reveals factors influencing crRNA biogenesis}, series = {Nature Communications}, volume = {10}, journal = {Nature Communications}, doi = {10.1038/s41467-019-10747-3}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-236843}, year = {2019}, abstract = {CRISPR-Cas systems inherently multiplex through CRISPR arrays—whether to defend against different invaders or mediate multi-target editing, regulation, imaging, or sensing. However, arrays remain difficult to generate due to their reoccurring repeat sequences. Here, we report a modular, one-pot scheme called CRATES to construct CRISPR arrays and array libraries. CRATES allows assembly of repeat-spacer subunits using defined assembly junctions within the trimmed portion of spacers. Using CRATES, we construct arrays for the single-effector nucleases Cas9, Cas12a, and Cas13a that mediated multiplexed DNA/RNA cleavage and gene regulation in cell-free systems, bacteria, and yeast. CRATES further allows the one-pot construction of array libraries and composite arrays utilized by multiple Cas nucleases. Finally, array characterization reveals processing of extraneous CRISPR RNAs from Cas12a terminal repeats and sequence- and context-dependent loss of RNA-directed nuclease activity via global RNA structure formation. CRATES thus can facilitate diverse multiplexing applications and help identify factors impacting crRNA biogenesis.}, language = {en} } @article{LiangRiosMiguelJaricketal.2021, author = {Liang, Chunguang and Rios-Miguel, Ana B. and Jarick, Marcel and Neurgaonkar, Priya and Girard, Myriam and Fran{\c{c}}ois, Patrice and Schrenzel, Jacques and Ibrahim, Eslam S. and Ohlsen, Knut and Dandekar, Thomas}, title = {Staphylococcus aureus transcriptome data and metabolic modelling investigate the interplay of Ser/Thr kinase PknB, its phosphatase Stp, the glmR/yvcK regulon and the cdaA operon for metabolic adaptation}, series = {Microorganisms}, volume = {9}, journal = {Microorganisms}, number = {10}, issn = {2076-2607}, doi = {10.3390/microorganisms9102148}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-248459}, year = {2021}, abstract = {Serine/threonine kinase PknB and its corresponding phosphatase Stp are important regulators of many cell functions in the pathogen S. aureus. Genome-scale gene expression data of S. aureus strain NewHG (sigB\(^+\)) elucidated their effect on physiological functions. Moreover, metabolic modelling from these data inferred metabolic adaptations. We compared wild-type to deletion strains lacking pknB, stp or both. Ser/Thr phosphorylation of target proteins by PknB switched amino acid catabolism off and gluconeogenesis on to provide the cell with sufficient components. We revealed a significant impact of PknB and Stp on peptidoglycan, nucleotide and aromatic amino acid synthesis, as well as catabolism involving aspartate transaminase. Moreover, pyrimidine synthesis was dramatically impaired by stp deletion but only slightly by functional loss of PknB. In double knockouts, higher activity concerned genes involved in peptidoglycan, purine and aromatic amino acid synthesis from glucose but lower activity of pyrimidine synthesis from glucose compared to the wild type. A second transcriptome dataset from S. aureus NCTC 8325 (sigB\(^-\)) validated the predictions. For this metabolic adaptation, PknB was found to interact with CdaA and the yvcK/glmR regulon. The involved GlmR structure and the GlmS riboswitch were modelled. Furthermore, PknB phosphorylation lowered the expression of many virulence factors, and the study shed light on S. aureus infection processes.}, language = {en} } @article{LiWongNongetal.2014, author = {Li, Lei and Wong, Hin-chung and Nong, Wenyan and Cheung, Man Kit and Law, Patrick Tik Wan and Kam, Kai Man and Kwan, Hoi Shan}, title = {Comparative genomic analysis of clinical and environmental strains provides insight into the pathogenicity and evolution of Vibrio parahaemolyticus}, series = {BMC Genomics}, volume = {15}, journal = {BMC Genomics}, number = {1135}, issn = {1471-2164}, doi = {10.1186/1471-2164-15-1135}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-118080}, year = {2014}, abstract = {Background: Vibrio parahaemolyticus is a Gram-negative halophilic bacterium. Infections with the bacterium could become systemic and can be life-threatening to immunocompromised individuals. Genome sequences of a few clinical isolates of V. parahaemolyticus are currently available, but the genome dynamics across the species and virulence potential of environmental strains on a genome-scale have not been described before. Results: Here we present genome sequences of four V. parahaemolyticus clinical strains from stool samples of patients and five environmental strains in Hong Kong. Phylogenomics analysis based on single nucleotide polymorphisms revealed a clear distinction between the clinical and environmental isolates. A new gene cluster belonging to the biofilm associated proteins of V. parahaemolyticus was found in clincial strains. In addition, a novel small genomic island frequently found among clinical isolates was reported. A few environmental strains were found harboring virulence genes and prophage elements, indicating their virulence potential. A unique biphenyl degradation pathway was also reported. A database for V. parahaemolyticus (http://kwanlab.bio.cuhk.edu.hk/vp webcite) was constructed here as a platform to access and analyze genome sequences and annotations of the bacterium. Conclusions: We have performed a comparative genomics analysis of clinical and environmental strains of V. parahaemolyticus. Our analyses could facilitate understanding of the phylogenetic diversity and niche adaptation of this bacterium. "}, language = {en} } @phdthesis{Lermann2008, author = {Lermann, Ulrich}, title = {Molekulare Untersuchungen zur Regulation und Funktion der sekretierten Aspartatproteasen von Candida albicans}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29168}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2008}, abstract = {Die sekretorischen Aspartatproteasen (Saps) des Hefepilzes Candida albicans gelten als wichtiger Virulenzfaktor dieses opportunistischen Krankheitserregers. Die zehn Sap-Isoenzyme werden von einer Genfamilie codiert, deren Vertreter (SAP1-SAP10) in der Vergangenheit bereits intensiv untersucht wurden. SAP-Expressionsanalysen und die Charakterisierung von sap\&\#61508;-Deletionmutanten, die in einem auxotrophen Laborstamm hergestellt wurden, f{\"u}hrten aber zu teilweise widerspr{\"u}chlichen Ergebnissen, weshalb die Rolle der einzelnen Proteine bis heute nicht zweifelsfrei aufgekl{\"a}rt ist. Eine differentielle Expression der SAP-Gene in unterschiedlichen Stadien einer Infektion wurde jedoch in vielen unabh{\"a}ngigen Studien gezeigt. In der vorliegenden Arbeit wurde zun{\"a}chst die Expression der Gene SAP1-SAP6 in einem etablierten in vitro-Modell einer Candida-Vaginitis untersucht, das auf der Infektion von rekonstituiertem humanem Epithel (RHE) basiert. Dazu wurden Reporterst{\"a}mme verwendet, die bereits fr{\"u}her f{\"u}r Expressionsanalysen in verschiedenen in vivo-Infektionsmodellen in M{\"a}usen eingesetzt worden waren. Dies erlaubte es einerseits unterschiedliche Nachweismethoden zur SAP-Genexpression in einem standardisierten Modell zu vergleichen und andererseits das Expressionsmuster der SAP-Gene in einem in vitro-Infektionsmodell mit den Ergebnissen von in vivo-Infektionsexperimenten zu korrelieren. Es zeigte sich in {\"U}bereinstimmung mit Ergebnissen fr{\"u}herer in vivo-Experimente in M{\"a}usen, dass bei der Infektion des vaginalen Gewebes vor allem das SAP5-Gen induziert wurde. Allerdings weicht dieses Ergebnis deutlich von Ergebnissen anderer Studien ab, die mit Hilfe anderer Methoden ein ungleiches Muster der SAP-Expression detektierten. Um die Rolle der Gene SAP1-SAP6 bei der Infektion genauer zu untersuchen, wurden deshalb Mutanten hergestellt, in denen einzelne oder mehrere SAP-Gene mit Hilfe einer neuartigen Mutagenesestrategie erstmals aus dem Genom eines wildtypischen C. albicans-Stammes deletiert wurden. {\"U}berraschenderweise konnte sowohl in Einzelmutanten der Gene SAP1-SAP6 als auch in sap1\&\#61508; sap2\&\#61508; sap3\&\#61508;- und sap4\&\#61508; sap5\&\#61508; sap6\&\#61508;-Triplemutanten keine verminderte F{\"a}higkeit zur Invasion und Sch{\"a}digung von humanem Gewebe in RHE festgestellt werden. Eine in fr{\"u}heren Arbeiten beschriebene abgeschw{\"a}chte Virulenz solcher Mutanten konnte auch in einem murinen Modell f{\"u}r eine disseminierende Infektion nicht beobachtet werden. Die Sekretion von Aspartatproteasen erm{\"o}glicht es C. albicans Proteine als alleinige Stickstoffquelle zum Wachstum zu verwenden. Unter diesen Bedingungen wird spezifisch die Expression des SAP2-Gens induziert; jedoch ist {\"u}ber die Mechanismen dieser Regulation noch wenig bekannt. Aus diesem Grund wurden in dieser Arbeit Promotor-Deletionsanalysen des SAP2-Gens und des mit diesem co-regulierten Oligopeptidtransportergens OPT1 durchgef{\"u}hrt. Es zeigte sich, dass unterschiedliche Bereiche innerhalb der 3,5 kb großen regulatorischen Region von SAP2 gemeinsam eine Expression dieses Gens unter induzierenden Bedingungen erm{\"o}glichen. F{\"u}r das OPT1-Gen konnte eine regulatorische Region eingegrenzt werden, die f{\"u}r die Expression dieses Gens essentiell ist. In den f{\"u}r die Expression von SAP2 und OPT1 wichtigen Regionen wurden {\"a}hnliche Sequenzen gefunden, die als Bindungsstellen f{\"u}r regulatorische Faktoren dienen k{\"o}nnten. In dieser Arbeit wurden neue Erkenntnisse zur Regulation und Bedeutung der sekretierten Aspartatproteasen von C. albicans erhalten. Um eine endg{\"u}ltige Bewertung der Rolle dieser Enzyme in der Virulenz des Erregers zu erm{\"o}glichen, sind jedoch noch weitere detaillierte Studien unter Verwendung verschiedenster Infektionsmodelle n{\"o}tig.}, subject = {Candida}, language = {de} } @phdthesis{Lerch2018, author = {Lerch, Maike Franziska}, title = {Characterisation of a novel non-coding RNA and its involvement in polysaccharide intercellular adhesin (PIA)-mediated biofilm formation of \(Staphylococcus\) \(epidermidis\)}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-155777}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2018}, abstract = {Coagulase-negative staphylococci, particularly Staphylococcus epidermidis, have been recognised as an important cause of health care-associated infections due to catheterisation, and livestock-associated infections. The colonisation of indwelling medical devices is achieved by the formation of biofilms, which are large cell-clusters surrounded by an extracellular matrix. This extracellular matrix consists mainly of PIA (polysaccharide intercellular adhesin), which is encoded by the icaADBC-operon. The importance of icaADBC in clinical strains provoking severe infections initiated numerous investigations of this operon and its regulation within the last two decades. The discovery of a long transcript being located next to icaADBC, downstream of the regulator gene icaR, led to the hypothesis of a possible involvement of this transcript in the regulation of biofilm formation (Eckart, 2006). Goal of this work was to characterise this transcript, named ncRNA IcaZ, in molecular detail and to uncover its functional role in S. epidermidis. The ~400 nt long IcaZ is specific for ica-positive S. epidermidis and is transcribed in early- and mid-exponential growth phase as primary transcript. The promotor sequence and the first nucleotides of icaZ overlap with the 3' UTR of the preceding icaR gene, whereas the terminator sequence is shared by tRNAThr-4, being located convergently to icaZ. Deletion of icaZ resulted in a macroscopic biofilm-negative phenotype with highly diminished PIA-biofilm. Biofilm composition was analysed in vitro by classical crystal violet assays and in vivo by confocal laser scanning microscopy under flow conditions to display biofilm formation in real-time. The mutant showed clear defects in initial adherence and decreased cell-cell adherence, and was therefore not able to form a proper biofilm under flow in contrast to the wildtype. Restoration of PIA upon providing icaZ complementation from plasmids revealed inconsistent results in the various mutant backgrounds. To uncover the functional role of IcaZ, transcriptomic and proteomic analysis was carried out, providing some hints on candidate targets, but the varying biofilm phenotypes of wildtype and icaZ mutants made it difficult to identify direct IcaZ mRNA targets. Pulse expression of icaZ was then used as direct fishing method and computational target predictions were executed with candidate mRNAs from aforesaid approaches. The combined data of these analyses suggested an involvement of icaR in IcaZ-mediated biofilm control. Therefore, RNA binding assays were established for IcaZ and icaR mRNA. A positive gel shift was maintained with icaR 3' UTR and with 5'/3' icaR mRNA fusion product, whereas no gel shift was obtained with icaA mRNA. From these assays, it was assumed that IcaZ regulates icaR mRNA expression in S. epidermidis. S. aureus instead lacks ncRNA IcaZ and its icaR mRNA was shown to undergo autoregulation under so far unknown circumstances by intra- or intermolecular binding of 5' UTR and 3' UTR (Ruiz de los Mozos et al., 2013). Here, the Shine-Dalgarno sequence is blocked through 5'/3' UTR base pairing and RNase III, an endoribonuclease, degrades icaR mRNA, leading to translational blockade. In this work, icaR mRNA autoregulation was therefore analysed experimentally in S. epidermidis and results showed that this specific autoregulation does not take place in this organism. An involvement of RNase III in the degradation process could not be verified here. GFP-reporter plasmids were generated to visualise the interaction, but have to be improved for further investigations. In conclusion, IcaZ was found to interact with icaR mRNA, thereby conceivably interfering with translation initiation of repressor IcaR, and thus to promote PIA synthesis and biofilm formation. In addition, the environmental factor ethanol was found to induce icaZ expression, while only weak or no effects were obtained with NaCl and glucose. Ethanol, actually is an ingredient of disinfectants in hospital settings and known as efficient effector for biofilm induction. As biofilm formation on medical devices is a critical factor hampering treatment of S. epidermidis infections in clinical care, the results of this thesis do not only contribute to better understanding of the complex network of biofilm regulation in staphylococci, but may also have practical relevance in the future.}, subject = {Biofilm}, language = {en} } @phdthesis{Leimbach2017, author = {Leimbach, Andreas}, title = {Genomics of pathogenic and commensal \(Escherichia\) \(coli\)}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154539}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {High-throughput sequencing (HTS) has revolutionized bacterial genomics. Its unparalleled sensitivity has opened the door to analyzing bacterial evolution and population genomics, dispersion of mobile genetic elements (MGEs), and within-host adaptation of pathogens, such as Escherichia coli. One of the defining characteristics of intestinal pathogenic E. coli (IPEC) pathotypes is a specific repertoire of virulence factors (VFs). Many of these IPEC VFs are used as typing markers in public health laboratories to monitor outbreaks and guide treatment options. Instead, extraintestinal pathogenic E. coli (ExPEC) isolates are genotypically diverse and harbor a varied set of VFs -- the majority of which also function as fitness factors (FFs) for gastrointestinal colonization. The aim of this thesis was the genomic characterization of pathogenic and commensal E. coli with respect to their virulence- and antibiotic resistance-associated gene content as well as phylogenetic background. In order to conduct the comparative analyses, I created a database of E. coli VFs, ecoli_VF_collection, with a focus on ExPEC virulence-associated proteins (Leimbach, 2016b). Furthermore, I wrote a suite of scripts and pipelines, bac-genomics-scripts, that are useful for bacterial genomics (Leimbach, 2016a). This compilation includes tools for assembly and annotation as well as comparative genomics analyses, like multi-locus sequence typing (MLST), assignment of Clusters of Orthologous Groups (COG) categories, searching for protein homologs, detection of genomic regions of difference (RODs), and calculating pan-genome-wide association statistics. Using these tools we were able to determine the prevalence of 18 autotransporters (ATs) in a large, phylogenetically heterogeneous strain panel and demonstrate that many AT proteins are not associated with E. coli pathotypes. According to multivariate analyses and statistics the distribution of AT variants is instead significantly dependent on phylogenetic lineages. As a consequence, ATs are not suitable to serve as pathotype markers (Zude et al., 2014). During the German Shiga toxin-producing E. coli (STEC) outbreak in 2011, the largest to date, we were one of the teams capable of analyzing the genomic features of two isolates. Based on MLST and detection of orthologous proteins to known E. coli reference genomes the close phylogenetic relationship and overall genome similarity to enteroaggregative E. coli (EAEC) 55989 was revealed. In particular, we identified VFs of both STEC and EAEC pathotypes, most importantly the prophage-encoded Shiga toxin (Stx) and the pAA-type plasmid harboring aggregative adherence fimbriae. As a result, we could show that the epidemic was caused by an unusual hybrid pathotype of the O104:H4 serotype. Moreover, we detected the basis of the antibiotic multi-resistant phenotype on an extended-spectrum beta-lactamase (ESBL) plasmid through comparisons to reference plasmids. With this information we proposed an evolutionary horizontal gene transfer (HGT) model for the possible emergence of the pathogen (Brzuszkiewicz et al., 2011). Similarly to ExPEC, E. coli isolates of bovine mastitis are genotypically and phenotypically highly diverse and many studies struggled to determine a positive association of putative VFs. Instead the general E. coli pathogen-associated molecular pattern (PAMP), lipopolysaccharide (LPS), is implicated as a deciding factor for intramammary inflammation. Nevertheless, a mammary pathogenic E. coli (MPEC) pathotype was proposed presumably encompassing strains more adapted to elicit bovine mastitis with virulence traits differentiating them from commensals. We sequenced eight E. coli isolates from udder serous exudate and six fecal commensals (Leimbach et al., 2016). Two mastitis isolate genomes were closed to a finished-grade quality (Leimbach et al., 2015). The genomic sequence of mastitis-associated E. coli (MAEC) strain 1303 was used to elucidate the biosynthesis gene cluster of its O70 LPS O-antigen. We analyzed the phylogenetic genealogy of our strain panel plus eleven bovine-associated E. coli reference strains and found that commensal or MAEC could not be unambiguously allocated to specific phylogroups within a core genome tree of reference E. coli. A thorough gene content analysis could not identify functional convergence of either commensal or MAEC, instead both have only very few gene families enriched in either pathotype. Most importantly, gene content and ecoli_VF_collection analyses showed that no virulence determinants are significantly associated with MAEC in comparison to bovine fecal commensals, disproving the MPEC hypothesis. The genetic repertoire of bovine-associated E. coli, again, is dominated by phylogenetic background. This is also mostly the case for large virulence-associated E. coli gene cluster previously associated with mastitis. Correspondingly, MAEC are facultative and opportunistic pathogens recruited from the bovine commensal gastrointestinal microbiota (Leimbach et al., 2017). Thus, E. coli mastitis should be prevented rather than treated, as antibiotics and vaccines have not proven effective. Although traditional E. coli pathotypes serve a purpose for diagnostics and treatment, it is clear that the current typing system is an oversimplification of E. coli's genomic plasticity. Whole genome sequencing (WGS) revealed many nuances of pathogenic E. coli, including emerging hybrid or heteropathogenic pathotypes. Diagnostic and public health microbiology need to embrace the future by implementing HTS techniques to target patient care and infection control more efficiently.}, subject = {Escherichia coli}, language = {en} } @article{LavyshSokolovaSlashchevaetal.2017, author = {Lavysh, Daria and Sokolova, Maria and Slashcheva, Marina and F{\"o}rstner, Konrad U. and Severinov, Konstantin}, title = {Transcription profiling of "bacillus subtilis" cells infected with AR9, a giant phage encoding two multisubunit RNA polymerases}, series = {mBio}, volume = {8}, journal = {mBio}, number = {1}, doi = {10.1128/mBio.02041-16}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-181810}, year = {2017}, abstract = {Bacteriophage AR9 is a recently sequenced jumbo phage that encodes two multisubunit RNA polymerases. Here we investigated the AR9 transcription strategy and the effect of AR9 infection on the transcription of its host, Bacillus subtilis. Analysis of whole-genome transcription revealed early, late, and continuously expressed AR9 genes. Alignment of sequences upstream of the 5′ ends of AR9 transcripts revealed consensus sequences that define early and late phage promoters. Continuously expressed AR9 genes have both early and late promoters in front of them. Early AR9 transcription is independent of protein synthesis and must be determined by virion RNA polymerase injected together with viral DNA. During infection, the overall amount of host mRNAs is significantly decreased. Analysis of relative amounts of host transcripts revealed notable differences in the levels of some mRNAs. The physiological significance of up- or downregulation of host genes for AR9 phage infection remains to be established. AR9 infection is significantly affected by rifampin, an inhibitor of host RNA polymerase transcription. The effect is likely caused by the antibiotic-induced killing of host cells, while phage genome transcription is solely performed by viral RNA polymerases.}, language = {en} } @phdthesis{Langenhan2005, author = {Langenhan, Ronny}, title = {Identifizierung immunodominanter antigener Strukturen von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) mit Hilfe einer Expressionsgenbank}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-13719}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2005}, abstract = {Infektionen durch MRSA k{\"o}nnen aufgrund der zunehmenden Therapieresistenz der Erreger ernsthafte Verl{\"a}ufe zeigen. Daher ist die Entwicklung alternativer Behandlungsstrategien ein Ziel der aktuellen Infektionsforschung. Ein vielversprechender Ansatz liegt in der Verwendung pathogenspezifischer, monoklonaler Antik{\"o}rper gegen immunodominante Antigene der Erreger. Durch die Fortschritte in der Genomforschung der vergangenen Jahre ist nun die Analyse der Gesamtheit der Pathogenit{\"a}tsfaktoren eines bakteriellen Erregers m{\"o}glich. Durch eine funktionelle Genomanalyse mit Hilfe immunologischer Detektionssysteme k{\"o}nnen antigene Bakterienzellstrukturen identifiziert werden. Daraus abgeleitete Targetstrukturen sollen die Grundlage bilden f{\"u}r die Entwicklung spezifischer humaner Antik{\"o}rper, die in alternativen Therapieans{\"a}tzen zus{\"a}tzlich zur antimikrobiellen Chemotherapie zuk{\"u}nftig an Bedeutung gewinnen werden. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Expressionsgenbank eines MRSA-Stammes hergestellt und mittels Patientenseren nach immunodominanten Antigenen gesucht. Die aus einem Partialverdau der genomischen DNA gewonnenen Fragmente wurden in einen Expressionsvektor kloniert. Die so hergestellte Genbank des ausgew{\"a}hlten MRSA-Stammes A 134 umfasst ca. 10000 Klone. Ein vergleichendes Screening der Genbank erfolgte mit dem Serum eines Patienten mit einer MRSA-Sepsis und mit dem Serum einer negativen Kontrollperson. Die DNA-Inserts der immunoreaktiven Klone wurden sequenziert und durch Datenbankvergleiche identifiziert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen deutlich, dass der gew{\"a}hlte Ansatz geeignet ist, um immunodominante Antigene, die w{\"a}hrend einer Sepsis exprimiert werden, zu identifizieren. Die in der vorliegenden Arbeit gefundenen putativen immunodominanten Antigenstrukturen umfassen ein Holin, die Amidase LytA, Faktoren des isd-Genclusters, der f{\"u}r die Cadmiumresistenz wichtige Transporter CadA, unbekannte Proteine der Staphylokokken-Pathogenit{\"a}tsinsel SaPI3 und Protein A. Interessanterweise wurden durch den methodischen Ansatz vorwiegend Proteine auf mobilen genetischen Elementen identifiziert. Diese Ergebnisse legen nahe, dass w{\"a}hrend einer S. aureus-Infektion nicht nur Gene f{\"u}r das Wachstum der Zellen und Virulenzfaktoren wie Toxine und Adh{\"a}sine, sondern auch mobile Elemente exprimiert werden. Die Bedeutung dieser Prozesse f{\"u}r das Infektionsgeschehen ist allerdings bislang unbekannt und zuk{\"u}nftige Untersuchungen m{\"u}ssen zeigen, inwieweit diese Elemente f{\"u}r die Pathogenese von Bedeutung sind. Die in dieser Arbeit identifizierten Antigene m{\"u}ssen auch in zuk{\"u}nftigen Arbeiten durch Subklonierung weiter charakterisiert werden. Eine weitere interessante Beobachtung ist die Identifizierung eines Bakteriophagens, der in das isd-Gencluster inserierte, das f{\"u}r die Aufnahme von Eisen eine Bedeutung besitzt. Inwieweit durch die Insertion des Phagens die Eisenaufnahme in dem klinischen Isolat gest{\"o}rt wird, m{\"u}ssen zuk{\"u}nftige Studien zeigen. Die positive Reaktion des Patientenserums mit dem Protein A ist am wahrscheinlichsten auf die Antik{\"o}perbindung am FC-Fragment zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Es ist jedoch auch m{\"o}glich, dass w{\"a}hrend der Infektion verst{\"a}rkt Protein A gebildet wird, das durch die Bindung von Antik{\"o}rpern am Fc-Teil eine immunsuppressive Wirkung durch die Neutralisierung opsonisierender und Toxin-inaktivierender Antik{\"o}rper besitzt. Durch die Sequenzierung und Datenbankanalyse der positiven Klone konnte ein erster {\"U}berblick {\"u}ber immunodominante Antigene von S. aureus erhalten werden. Da auf den Insertelementen meist mehrere putative Antigene kodiert sind, m{\"u}ssen in zuk{\"u}nftigen Arbeiten die identifizierten Insertelemente subkloniert und damit weiter charakterisiert werden. Dadurch sollte es m{\"o}glich sein, die immunogenen Strukturen zu erkennen und diese f{\"u}r die Entwicklung monoklonaler Antik{\"o}rper zu nutzen.}, language = {de} } @phdthesis{Kuespert2007, author = {K{\"u}spert, Katharina}, title = {Interaktion pathogener Neisserien mit zellul{\"a}ren Rezeptoren: Molekulare Untersuchungen zu neisseriellen Adh{\"a}sinen und ihrer Wechselwirkung mit humanen CEACAMs}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25946}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2007}, abstract = {Neisseria meningitidis und Neisseria gonorrhoeae sind humanpathogene Vertreter der Gattung Neisseria. Diese Erreger verf{\"u}gen {\"u}ber eine Reihe von Virulenzfaktoren, um erfolgreich den menschlichen K{\"o}rper zu besiedeln. Dabei spielen die neisseriellen OpaCEA-Proteine eine wichtige Rolle. Diese Adh{\"a}sine binden an bestimmte Rezeptoren der humanen CEACAM-Familie, die auf unterschiedlichen Zelltypen im menschlichen K{\"o}rper exprimiert werden. Die Interaktion der OpaCEA-Proteine mit der stark konservierten aminoterminalen Dom{\"a}ne von bestimmten CEACAMs f{\"u}hrt zu einer Aufnahme der Bakterien in die Zellen. Dort k{\"o}nnen sie, vor der humoralen Immunantwort gesch{\"u}tzt, persistieren oder sich durch Transzytose in tiefer gelegene Gewebe weiter ausbreiten und letztendlich eine disseminierte Krankheit ausl{\"o}sen. Da CEACAMs eine entscheidende Rolle bei der Infektion mit pathogenen Neisserien spielen, wurde in der vorliegenden Arbeit die Interaktion dieser zellul{\"a}ren Rezeptoren mit pathogenen Neisserien und die daraus resultierenden molekularen Ereignisse auf bakterieller bzw. zellul{\"a}rer Seite n{\"a}her untersucht. Zun{\"a}chst wurde eine neuartige Methode entwickelt, die im Gegensatz zu herk{\"o}mmlichen Strategien eine schnelle und quantitative Erfassung von Neisserien-CEACAM-Interaktionen erm{\"o}glicht. Bei dieser Methode wurden GFP-fusionierte, l{\"o}sliche aminoterminale CEACAM-Dom{\"a}nen eingesetzt, die spezifisch an OpaCEA-exprimierende Bakterien binden. Einzelne Bakterien einer Population, die mit den fluoreszierenden Rezeptordom{\"a}nen assoziierten, konnten aufgrund ihrer erh{\"o}hten Fluoreszenz im Durchflußzytometer sehr schnell und quantitativ bestimmt werden. Diese Rezeptordom{\"a}nen wurden außerdem als molekulares Werkzeug zur Erstellung eines OpaCEA-induzierten Transkriptionsprofils von Opa-positiven Meningokokken verwendet. Transkriptomanalysen mittels Mikroarrays zeigten, dass die Interaktion OpaCEA-exprimierender Meningokokken mit der l{\"o}slichen, aminoterminalen Dom{\"a}ne von CEACAM1 eine Herrunterregulation von 56 Genen sowie eine Hochregulation von sieben Genen in Neisseria meningitidis MC58 zur Folge hatte. Dabei konnte ein hochreguliertes Gen identifiziert werden, dessen Genprodukt aufgrund seiner Homologie zu einem bakteriellen \&\#61537;-H{\"a}molysin m{\"o}glicherweise virulenz-assoziiert ist. Die Erstellung dieses Transkriptionsprofils beruhte auf der Interaktion zwischen der aminoterminalen Dom{\"a}ne von CEACAM1 und seinen bis heute einzig bekannten neisseriellen Liganden, den OpaCEA-Proteinen. Bemerkenswerterweise konnte im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein Opa-negativer Meningokokkenstamm isoliert werden, der ebenfalls an CEACAM1 bindet und von CEACAM1-exprimierenden Zellen internalisiert wird. Da dieser Meningokokkenstamm keine Opa-Proteine exprimierte, muß er {\"u}ber ein weiteres Adh{\"a}sin verf{\"u}gen, das mit CEACAM1 assoziiert. Interessanterweise konnte gezeigt werden, dass f{\"u}r die CEACAM1-vermittelte Aufnahme dieser Opa-negativen Meningokokken mehrere extrazellul{\"a}re Dom{\"a}nen des Rezeptors notwendig sind. Im Gegensatz zur Aufnahme OpaCEA-exprimierender Bakterien war die aminoterminale Dom{\"a}ne essentiell, aber nicht ausreichend f{\"u}r diesen phagozytischen Vorgang, der unabh{\"a}ngig vom Aktinzytoskelett erfolgte. Auch bei Bindungsstudien mit l{\"o}slichen CEACAM1 Konstrukten gab es Differenzen zwischen den opaquen und nicht-opaquen Bakterienst{\"a}mmen. So zeigte sich, dass im Gegensatz zu OpaCEA-exprimierenden Meningokokken, die mit monomeren Formen des l{\"o}slichen Rezeptors assoziieren konnten, Opa-negativen Meningokokken nur mit multimerisierten Formen des Rezeptors interagierten. CEACAM1 stellt den einzigen Rezeptor aus der CEACAM-Familie dar, mit dem Opa-negative Meningokokken interagieren k{\"o}nnen. Demgegen{\"u}ber assoziieren OpaCEA-exprimierende Neisserien mit mehreren Mitgliedern der CEACAM-Familie, unter anderem mit CEACAM3. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die c-Jun N-terminale Kinase an Signaltransduktionswegen, die durch Interaktion von OpaCEA-exprimierenden Neisserien mit CEACAM3 ausgel{\"o}st wurden, beteiligt ist. Erstaunlicherweise konnte durch Inhibition der c-Jun N-terminalen Kinase CEACAM3-vermittelte Aufnahme der opaquen Bakterien in die Zelle reduziert werden. Da die Aktivierung der c-Jun N-terminalen Kinase unabh{\"a}ngig von der Phosphorylierung der ITAM-{\"a}hnlichen Sequenz erfolgte, scheint dieses Molek{\"u}l an einem neuartigen Signalweg beteiligt zu sein, der komplement{\"a}r zu bereits bekannten CEACAM3-vermittelten Signalprozessen abl{\"a}uft. Die in der vorliegenden Arbeit zusammengefassten Befunde liefern neue Einblicke in die Wechselwirkung zwischen pathogenen Neisserien und ihren Wirtszellen und k{\"o}nnen als Ausgangspunkt f{\"u}r interessante weiterf{\"u}hrende Analysen dienen.}, subject = {Neisseria gonorrhoeae}, language = {de} } @article{KoenigKoenigSchefferetal.1989, author = {K{\"o}nig, W. and K{\"o}nig, B. and Scheffer, J. and Hacker, J{\"o}rg and Goebel, W.}, title = {Role of cloned virulence factors (mannose-resistant hemagglutination, mannose-resistant adhesins) from uropathogenic Escherichia coli strains in release of inflammatory mediators from neutrophils and mast cells}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59564}, year = {1989}, abstract = {Genetically cloned E. co/i strains expressing cloned virulence factors were studied with regard to their capability to induce inflammatory mediator release from various target cells. Among the strains were E. co/i strains with mannose-resistant haemagglutination (MRH +) and mannose-resistant adhesins, e.g. E. coli 536/21 pANN 80 I /4, E. coli 536/21 pANN 921 and E. coli 536/21 pANN 801-1. In comparison, E. coli 536/21, E. coli 536/21 pGB 30 int and E. coli Kl2, without and with mannosesensitive haemagglutination (MSH±), and adhesins were studied. The properties of the various strains for human PMN with regard to adherence and phagocytosis, chemiluminescence, 5-lipoxygenase activation of arachidonic acid, leukotriene formation, granular enzyme release and release of histamine from rat mast cells were analysed. It is evident that the various 'biochemical processes of cell activation are dissociated events. The highest chemiluminescence response is obtained with strains expressing MSH+, P-M RH+ or S-M RH+; the presence of S-adhesins suppressed the response. Highest leukotriene formation is obtained with E. coli 536/21 pANN 801-4, while E. coli with MSH was inactive. The concomitant presence of haemolysin secretion enhanced mediator release significantly. Our data suggest a potent role for mannose-resistant haemagglutination (MRH), adhesins and haemolysin as virulence factors in inducing the release of inflammatory mediators.}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @article{KoenigSchefferBremmetal.1985, author = {K{\"o}nig, W and Scheffer, J. and Bremm, K. D. and Hacker, J{\"o}rg and Goebel, W.}, title = {The role of bacterial adherence and toxin production from E. coli on leukotriene generation from human polymorphonuclear granulocytes}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-40295}, year = {1985}, abstract = {No abstract available}, language = {en} } @article{KoenigKoenigSchefferetal.1986, author = {K{\"o}nig, B. and K{\"o}nig, W. and Scheffer, J. and Hacker, J{\"o}rg and Goebel, W}, title = {Role of Escherichia coli α-hemolysin and bacterial adherence infection - requirement for release of inflammatory mediators from granulocytes and mast cells}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59451}, year = {1986}, abstract = {We investigated the role of bacterial mannose-resistant fimbriation of S fimbriae (Firn), mannose-resistant hemagglutination (S-Mrh), and hemolysin (Hiy) production by an Escherichitl coli parent and genetically cloned strains as regards (i) their eß'ect on histamine release from rat mast ceUs and (ii) generation of the chemiluminescence response, leukotriene, and enzyme release from human polymorphonuclear granulocytes. These mediators are involved in the induction of inftammatory disease processes and Iead, e.g., to the enhancement of vascular permeability, chemotaxis, aggregation of granulocytes (leukotriene 8 4), lysosomal enzyme release, and smooth-muscle contraction (leukotrienes C4, D4, and E4). The content of azurophilic and specific granules in polymorphonuclear granulocytes consists of highly reactive enzymes which amplify inflammatory reactions. Washed bacteria (E. coli 764 my:t:, E. coli 21085 Hly:t:, E. coli 536 Hly:t: Firn:~: Mrh:t:), as weil as their culture supernatants, were analyzed at various times during their growth cycle. No differences exist between parent and cloned or mutant strains with respect to their outer . membrane proteins and lipopolysaccharide pattern. Washed bacteria [E. coli 764 and 21085(pANN202-312)] which produced hemolysin, unlike my- strains, induced high Ievels of histamine release from rat mast ceUs and led to a significant chemiluminescence response and enzyme and leukotriene release from human polymorphonuclear granulocytes. Bacterial culture supernatants from Hly+ and secreting strains showed similar results with the exception of E. coli 21085(pANN202-312), which is a hemolysin-producing bot not a secretory strain. Our data soggest a potent role for hernolysin as a stimulus for noncytotoxic mediator release from various cells. Furthermore, we showed that the presence of Firn and S Mrh potentiales mediator release. The simultaneous presence of Mrh and Firn [E. coli 535/2l(pANN801-4)] increased mediator release compared with Mrh+ Firn- strains [E. coli 536/21(pANN801-1)]. E. coli 536/21 (Msh- Mrh- Firn- Hly-) did not induce mediator release. Escherichia coli alpha-hemolysin is a protein that causes in vitro Iysis of erythrocytes from several species of animals (6, 12, 1~18, 23). Hemolysin-producing E. coli strains occur only infrequently in the normal fecal ftora of humans but are often isolated from patients with extraintestinal infections such as urinary tract infections, bacteremia, and septicemia (13, 22, 25, 36-38, 46-48). The high percentage of Hly+ E. coli strains among isolates from patients with urinary tract infections suggested that hemolysin contributes to the virulence of E. coli strains. The role of hemolysin as a virulence factor has been recently demonstrated by using various animal models and cell cultures. Alpha-hemolysin is one of the very few proteins produced by members of the family Enterobacteriaceae that is released extracellulary. The genetic control of alpha-hemolysin production, transport, and release from cells is complex (24, 26, 30). At least four genes located on the bacterial chromosome or on ]arge transmissible plasmids are required to elicit a cell-free hemolytic phenotype. Bobach and Snyder (6) suggested that the existence of alpha-hemolysin complexed with lipopolysaccharide may have important implications in the understanding of its biological effects. In addition to hemolysin production, a variety of factors, e.g., fimbriae, expression of specific hemagglutination, and • Corresponding author. 886 0 and K antigens, may contribute to the vi}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @phdthesis{Koehler2000, author = {K{\"o}hler, Rolf}, title = {Entwicklung eines GFP-Reportersystems in Legionella und molekularbiologische Funktionsanalyse des Legionella Mip-Proteins}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1594}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2000}, abstract = {Das fakultativ intrazellul{\"a}re Bakterium Legionella pneumophila wurde erstmals 1977 als Erreger der Legionellose, einer schweren atypisch verlaufenden Pneumonie identifiziert. Es besitzt ein duales Wirtssystem und kann sich sowohl in aquatischen Habitaten in Protozoen als auch in phagozytierenden Humanzellen als Pathogen vermehren. Zur Analyse der komplexen Interaktion zwischen Pathogen und Wirtszelle wurde in dieser Arbeit ein GFP (Green Fluorescent Protein)-Reportersystem etabliert und erfolgreich eingesetzt. Es erlaubt ein in vivo Monitoring von Legionella Infektionen und erm{\"o}glicht die schnelle Quantifizierung bakterieller Invasion in Wirtszellen in Abh{\"a}ngigkeit von verschiedenen Faktoren. Zur Etablierung der GFP-vermittelten Fluoreszenz wurde eine transkriptionelle Fusion des gfpmut2-Gens mit dem Legionella spezifischen mip ("macrophage infectivity potentiator")-Promoter (Pmip) konstruiert. Zus{\"a}tzlich wurde ein Vektor mit dem von Listeria stammenden sod ("super oxid dismutase")-Promoter eingesetzt. Mit diesen Vektoren transformierte Legionella-St{\"a}mme zeigten nach entsprechender Anregung eine starke Gr{\"u}nfluoreszenz und belegen somit erstmals die Funktionalit{\"a}t von GFP in Legionella. Durch den Einsatz von Fluoreszenzmikroskopie, Spektrofluorimetrie und Durchflusszytometrie (FACS-Analyse) wurden die St{\"a}mme hinsichtlich der Unterschiede in der Virulenz und der intrazellul{\"a}ren Vermehrung untersucht. Ergebnisse, die durch die zeitaufwendige Bestimmung von CFU-Werten ermittelt wurden, konnten verifiziert und damit die Validit{\"a}t des GFP-Reportersystems in Legionella best{\"a}tigt werden. Quantitative Analysen der mip-Promoteraktivit{\"a}t belegen die konstitutive Expression und zeigen, dass Unterschiede in der Virulenz nicht auf variierende mip-Promoteraktivit{\"a}t zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind. Dar{\"u}ber hinaus konnte der Einfluss verschiedener Phagozytose-Inhibitoren auf die Aufnahme von Legionellen in die Protozoenwirte Acanthamoeba castellanii und Hartmannella vermiformis mittels des GFP-Reportersystems quantifiziert und qualitativ bewertet werden. Durch die Verwendung des Inhibitors Cytochalasin D konnte ein Einfluss Mikrofilament-abh{\"a}ngiger Phagozytose auf die Aufnahme in H. vermiformis und A. castellanii ausgeschlossen werden. Wie in Inhibitionsstudien mit Cycloheximid und Methylamin best{\"a}tigt werden konnte, erfolgt die Phagozytose in H. vermiformis wahrscheinlich vorwiegend {\"u}ber Rezeptor-vermittelte-Endozytose. Dem Protozoenwirt A. castellanii stehen dagegen zus{\"a}tzliche M{\"o}glichkeiten der bakteriellen Internalisierung zur Verf{\"u}gung. Diese Ergebnisse best{\"a}tigen die postulierte Heterogenit{\"a}t der Aufnahme-Mechanismen innerhalb verschiedener Protozoenwirte. Nach erfolgter Phagozytose von L. pneumophila wird der endosomale Weg der Phagolysosom- Reifung blockiert, hierf{\"u}r wird die Sekretion bislang unbekannter Effektoren verantwortlich gemacht. Durch die Konstruktion von C-terminalen Mip::GFP-Fusionsproteinen sollte die Detektion einer eventuellen Translokation des Mip-Proteins als Virulenzfaktor innerhalb der Wirtszelle erm{\"o}glicht werden. Die erzeugten Fusionsproteine waren wahrscheinlich aufgrund der homodimeren Mip-Struktur instabil und wurden nicht {\"u}ber die Cytoplasmamembran hinweg transportiert. Sie erwiesen sich daher als nicht geeignet, dieser Fragestellung weiter nachzugehen. Da die in vivo Funktion von PPIasen (Peptidyl-Prolyl-cis/trans-Isomerasen) wie dem Mip-Protein in Prokaryoten bis heute weitgehend unbekannt ist, sollte im zweiten Teil dieser Arbeit versucht werden, einen Interaktionspartner zu identifizieren und den Einfluss der Dimerisierung und der PPIase-Aktivit{\"a}t des Mip-Proteins auf die Virulenz von L. pneumophila zu untersuchen. Durch Quervernetzung-Experimente konnte ein putativer, prokaryotischer Interaktionspartner des Legionella Mip-Proteins detektiert werden. Die N-terminale Aminos{\"a}ure-Sequenzierung ergab jedoch keinerlei Homologie zu bereits bekannten Legionella- oder anderen Proteinen. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass eine N-terminale Blockierung die Aufkl{\"a}rung der Sequenz urs{\"a}chlich verhindert. Wie in fr{\"u}heren Arbeiten gezeigt wurde, ist die PPIase-Aktivit{\"a}t des Legionella Mip-Proteins f{\"u}r die Invasion und das intrazellul{\"a}re {\"U}berleben in Protozoen, Monozyten und der Makrophagen-{\"a}hnlichen Zelllinie U937 nicht notwendig. Ein weiteres Charakteristikum des Proteins ist seine homodimere Struktur und die Assoziation mit der {\"a}ußeren Membran. In Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. G. Fischer in Halle konnte durch Deletion der N-terminalen Dom{\"a}ne (AS 4-79) ein verk{\"u}rztes Dimer-defizientes Legionella Mip-Protein (L.p.FKBP-20-3, 80-213) erzeugt und biochemisch charakterisiert werden. Durch site-spezifische Mutagenese N-terminal lokalisierter Aminos{\"a}uren (K11A/D32A, Y16A/D32A und M38,42E) konnte deren Beteiligung an der Dimerisierung nachgewiesen werden. Zur Analyse des Einflusses der dimeren Ouart{\"a}rstruktur auf die Pathogenit{\"a}t wurde ein mip-negativer Stamm mit dem nur noch als Monomer vorliegenden Mip-Protein (L.p.FKBP-20-3, 80-213) in cis komplementiert und die Expression sowie Integration in L. pneumophila PhilI JR32-2.4 verifiziert. Ergebnisse aus Infektionsstudien zeigten deutlich, dass die Dimerisierung des Legionella Mip-Proteins und nicht die Isomerase-Aktivit{\"a}t f{\"u}r die Infektion von monozellul{\"a}ren Systemen entscheidend ist. Im Gegensatz dazu konnte in Tierexprimenten (Meerschweinchen) die Beteiligung der Isomerase-Aktivit{\"a}t an der Pathogenit{\"a}t von L. pneumophila nachgewiesen werden. Der Verlust der Isomerase-Aktivit{\"a}t wirkt sich, verglichen mit dem monozellul{\"a}ren System (A. castellanii), im Tiermodel wesentlich dramatischer auf das intrazellul{\"a}re {\"U}berleben aus. Mit site-spezifisch ver{\"a}ndertem Mip-Protein komplementierte Legionella-St{\"a}mme zeigten eine intrazellul{\"a}re Vermehrung in Abh{\"a}ngigkeit der gemessenen in vitro Isomerase-Restaktivit{\"a}t. Durch den Einsatz der dimerisierungsdefizienten Mip-Komplementante, L. pneumophila PhilI JR32-2.4, wurde die Notwendigkeit der Dimerisierung des Mip-Proteins auch im Tiermodell best{\"a}tigt. Durch die vorliegende Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Funktion der Isomerase-Aktivit{\"a}t f{\"u}r die Infektion monozellul{\"a}rer Systeme und h{\"o}herer Organismen unterschiedlich ist.}, subject = {Legionella pneumophila}, language = {de} } @article{KuninHuaVanArsdaleWhiteetal.1993, author = {Kunin, Calvin M. and Hua, Tong Hua and Van Arsdale-White, Laura and Krishnan, Chandradekar and Hacker, J{\"o}rg}, title = {Isolation of a nicotinamide-requiring clone of Escherichia coli O18:K1:H7 from women with acute cystitis resembles strains found in neonatal meningitis}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-40406}, year = {1993}, abstract = {During a study of the nutritional requirements of clinical isolates of Escherichia coli, we found that 21 (7.0\%) of 301 strains required nicotinamide to grow in minimal medium. The nicotinamide- requiring strains were present in 16 (15.8\%) of 101 cultures of urine from young women with acute cystitis, in 5 (5.0\%) of 100 stool specimens from healthy adults, and in none of 100 blood samples from adult patients with bacteremia. Most of the strains belonged to serogroup OI8:KI:H7, were hemolytic, possessed type I fimbriae, and exhibited similar patterns of antibiotic susceptibility. Two of the urinary isolates expressed S fimbriae, and all 16 urinary isolates contained the s/aS homologue gene on their chromosomes. One of the stool isolates contained the s/aS gene. The urinary isolates closely resembled a large clone of E. coli that is reportedly associated with neonatal meningitis and sepsis. It may be possible to detect this and related clones by their requirement for nicotinamide and to screen strains for S fimbriae by relatively inexpensive hemagglutination methods, including the use of avian PI antigens to detect mannose- resistant, non-P-fimbriated E. coli; the agglutination of bovine erythrocytes; and the use of bovine mucin to detect sialyl galactosides in S fimbriae.}, language = {en} } @article{KuehnPradel2010, author = {Kuehn, Andrea and Pradel, Gabriele}, title = {The Coming-Out of Malaria Gametocytes [Review Article]}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-68196}, year = {2010}, abstract = {The tropical disease malaria, which results in more than one million deaths annually, is caused by protozoan parasites of the genus Plasmodium and transmitted by blood-feeding Anopheline mosquitoes. Parasite transition from the human host to the mosquito vector is mediated by gametocytes, sexual stages that are formed in human erythrocytes, which therefore play a crucial part in the spread of the tropical disease. The uptake by the blood-feeding mosquito triggers important molecular and cellular changes in the gametocytes, thus mediating the rapid adjustment of the parasite from the warm-blooded host to the insect host and subsequently initiating reproduction. The contact with midgut factors triggers gametocyte activation and results in their egress from the enveloping erythrocyte, which then leads to gamete formation and fertilization. This review summarizes recent findings on the role of gametocytes during transmission to themosquito and particularly focuses on the molecular mechanisms underlying gametocyte activation and emergence from the host erythrocyte during gametogenesis.}, subject = {Malaria}, language = {en} } @phdthesis{Kraenzler2006, author = {Kr{\"a}nzler, Hans-Marcus}, title = {Untersuchungen zur Regulation der Biofilmbildung bei Staphylokokken}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18784}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2006}, abstract = {Staphylokokken sind in erster Linie Saprophyten, welche die Haut und Schleimh{\"a}ute des Menschen besiedeln und dort eine wichtige Rolle f{\"u}r das Gleichgewicht der gesunden Mikroflora spielen. Gleichzeitig haben sie sich aber auch zu den h{\"a}ufigsten Verursachern nosokomialer Infektionen entwickelt. Vor allem S. aureus und S. epidermidis verursachen Erkrankungen, die von leichten Haut- und Wundinfektionen bis hin zu lebensbedrohlichen Infektionen wie Pneumonien, Sepsis oder Endokarditis reichen. Infektionen durch S. epidermidis treten dabei meist in Verbindung mit Fremdk{\"o}rpern wie Kathetersystemen, k{\"u}nstlichen Gelenken und Herzklappen auf. In diesem Zusammenhang scheint vor allem die F{\"a}higkeit, einen Biofilm auf diesen Fremdk{\"o}rpern bilden zu k{\"o}nnen eine große Rolle f{\"u}r die Pathogenese zu spielen. Die Therapie von Staphylokokken-Infektionen wird zunehmend durch die ausgepr{\"a}gte Antibiotikaresistenz dieser Erreger erschwert, die sich mittlerweile auch auf Reserveantibiotika wie Daptomycin, Synercid® (Quinupristin/Dalfopristin) oder Linezolid erstreckt. In der Vergangenheit wurde gezeigt, dass subinhibitorische Konzentrationen des Streptogramin-Antibiotikums Synercid® die Biofilmbildung in S. epidermidis induzieren. Dar{\"u}ber hinaus mehren sich die Hinweise auch bei anderen Bakterien, dass geringe Antibiotika-Konzentrationen, wie sie in nat{\"u}rlichen Habitaten wie zum Beispiel im Boden vorkommen, wichtige Signale bei der Kommunikation von Bakterien untereinander darstellen und m{\"o}glicherweise eine Funktion bei der Modulation des Metabolismus im Kampf um N{\"a}hrstoffe aus{\"u}ben. In dieser Promotionsarbeit sollte daher exemplarisch, mit Hilfe der erst seit kurzem zur Verf{\"u}gung stehenden DNA-Mikroarray-Technik, der Effekt von subinhibitorischen Synercid®-Konzentrationen auf die globale Genexpression von S. epidermidis und S. aureus analysiert werden. Dabei stand vor allem die Wirkung auf die Biofilmbildung und die Identifikation neuer, an der Biofilmbildung beteiligter Komponenten im Mittelpunkt. Die Ergebnisse zeigen, dass subinhibitorische Synercid®-Konzentrationen bei S. aureus, im Gegensatz zu S. epidermidis, zu einer reduzierten Biofilmbildung f{\"u}hren. Bei beiden Arten ist jedoch die unterschiedliche Biofilmbildung durch eine ausgepr{\"a}gte Ver{\"a}nderung der allgemeinen Genexpression begleitet. Vor allem war eine starke Induktion von Genen zu beobachten, die f{\"u}r Proteine des Translationsapparates kodieren. Außerdem waren Gene des Nukleotid-Stoffwechsels, der Aminos{\"a}ure-Synthese und des Kohlenstoff-Metabolismus unterschiedlich reguliert. Des Weiteren konnte mit Hilfe von HPLC-Analysen sowohl bei S. epidermidis als auch bei S. aureus eine reduzierte Konzentration des Signalmolek{\"u}ls Guanosin-3-5-bisphosphat (ppGpp) festgestellt werden. ppGpp spielt vor allem bei der Kontrolle und Anpassung des Stoffwechsels an Wachstumsbedingungen, wie zum Beispiel das N{\"a}hrstoffangebot, eine wichtige Rolle. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Inaktivierung der ribosomalen Proteine durch Synercid® die reduzierte ppGpp-Konzentration bedingt, was zum einen zur verst{\"a}rkten Bildung ribosomaler Proteine f{\"u}hrt und zum anderen den Zellstoffwechsel in einer Weise beeinflusst, der eine vermehrte extrazellul{\"a}re Polysaccharid-Synthese und damit Biofilmbildung erm{\"o}glicht. Zusammenfassend zeigen die hier vorgestellten Daten, dass die unterschiedliche Beeinflussung der Biofilmbildung bei S. epidermidis und S. aureus sehr wahrscheinlich durch verschiedene Regulationswege des ica-Operons und/oder unterschiedliche katabolische F{\"a}higkeiten bedingt werden. Die Ergebnisse belegen weiterhin, dass die Wirkung von Antibiotika weit {\"u}ber deren bekannte inhibitorische Effekte hinausgeht und vor allem den Stoffwechsel der Bakterien dramatisch beeinflußt. Die Konsequenzen dieser Befunde sowohl f{\"u}r das Verst{\"a}ndinis von mikrobiologischen Konsortien in {\"O}kosystemen als auch f{\"u}r die Anwendung von Antibiotika in der Medizin sind noch nicht abzusehen, bieten jedoch eine interessante Grundlage f{\"u}r weitere experimentelle Arbeiten.}, subject = {Staphylococcus}, language = {de} } @phdthesis{Krumbholz2010, author = {Krumbholz, Grit}, title = {Untersuchungen zur Struktur, Regulation und Funktion des nichtribosomalen Peptid-Polyketids Colibactin aus E. coli}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-64789}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {Polyketide (PK) und nichtribosomale Peptide (NRP) sind zwei grosse Klassen von Naturstoffen, die eine grosse Vielfalt hinsichtlich ihrer Struktur und Funktion aufweisen. Sie werden von einer Reihe von Bakterien, Pilzen und Pflanzen als Sekund{\"a}rmetabolite produziert und besitzen eine Vielzahl pharmakologisch wichtiger Aktivit{\"a}ten, wie z.B. antimikrobielle, antimykotische, antitumorale oder antiparasitische Wirkungen. Ein Grossteil der bakteriellen Produzenten findet sich im Phylum Firmicutes, innerhalb der Gattungen Bacillus, Streptomyces und Mycobacterium. In E. coli sind Polyketide und nichtribosomale Proteine von eher geringer Bedeutung, mit Ausnahme der Siderophore Enterobactin und Yersiniabactin. Unerwartet war daher die Identifizierung eines neuen PKS/ NRPS-Gencluster in verschiedenen E. coli-St{\"a}mmen. Das 2006 durch NOUGAYR{\`E}DE et al. zuerst beschriebene Colibactin-Gencluster kodiert f{\"u}r ein hybrides System aus modularen Polyketidsynthasen und nichtribosomalen Peptidsynthetasen sowie f{\"u}r zus{\"a}tzliche editierende Enzyme und einen m{\"o}glichen transkriptionellen Regulator (ClbR). Das Produkt der PKS/NRPS-Synthasen, Colibactin, {\"u}bt in vitro einen zytopathischen Effekt (CPE) auf S{\"a}ugerzelllinien aus. Die zytopathische Aktivit{\"a}t Colibactins zeichnet sich u.a. durch die Induktion von Doppelstrangbr{\"u}chen in der DNA der eukaryotischen Zellen aus. Dar{\"u}ber hinaus kommt es zu einer Unterbrechung des Zellzyklus in der G2-Phase nach einer transienten in vitro Infektion mit Colibactin-positiven Bakterienst{\"a}mmen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit war besonders die weitere Aufkl{\"a}rung der Struktur des Colibactinclusters sowie die regulatorischen Mechanismen, die die Exression des hybriden nichtribosomalen Peptid-Polyketids von Interesse. Eine Transkriptionsanalyse f{\"u}hrte zur Identifizierung der Transkriptionsstartpunkte der meisten relevanten Gene des Colibactinclusters. Basierend auf diesen neugewonnenen Informationen war eine Sequenzanalyse der upstream-Bereiche der Gene m{\"o}glich, in deren Ergebnis neben den Elementen eines Sigma70-abh{\"a}ngigen Promotors, putative Bindestellen f{\"u}r mehrere Transkriptionsfaktoren identifiziert wurden. Untersuchungen zur Regulation der Colibactinsynthese zeigten, dass die Expression der Colibactin-Gene sowohl unter Kontrolle des Transkriptionsfaktors H-NS als auch des Colibactin-spezifischen Regulators ClbR stehen. Neben der Aufkl{\"a}rung der Struktur und Regulation der Colibactin-Gene bestand das Ziel dieser Arbeit in der Optimierung der Synthese des nichtribosomalen Peptid-Polyketids. Hierf{\"u}r durchgef{\"u}hrte Expressionstudien zeigten einen Einfluss von Fetts{\"a}uren und Indol sowie von der Sauerstoffverf{\"u}gbarkeit auf die Promotoraktivit{\"a}t einzelner Gene des Colibactin-Genclusters. Dar{\"u}berhinaus konnte das pks-Genclusters erfolgreich in Pseudomonas putida KT2440 transferiert werden sowie der Nachweis der Funktionsf{\"a}higkeit Colibactins in diesem Wirtsorganismus nachgewiesen werden. Wenngleich die Stabilit{\"a}t des f{\"u}r diesen Zweck konstruierten Shuttle-Vektors nicht von Dauer ist, konnte gezeigt werden dass Pseudomonas putida prinzipiell als Wirtssystem f{\"u}r die Realisierbarkeit der heterologen Expression von Colibactin, geeignet ist. Zus{\"a}tzlich zur Strukturanalyse des pks-Clusters und den Studien zur Expression der Colibactin-Gene befasste sich die hier vorliegende Arbeit mit der Fragestellung nach der biologischen Funktion Colibactins. Ph{\"a}notypische Untersuchungen zeigen sowohl eine Beeinflussung der Eisenaufnahme als auch der Biofilmbildung durch das nichtribosomale Peptid-Polyketid. Dies sind die ersten Hinweise die zur Aufkl{\"a}rung der Funktion Colibactins beitragen k{\"o}nnten.}, subject = {Polyketid-Synthasen}, language = {de} } @article{KrausBrinkSiegel2019, author = {Kraus, Amelie J. and Brink, Benedikt G. and Siegel, T. Nicolai}, title = {Efficient and specific oligo-based depletion of rRNA}, series = {Scientific Reports}, volume = {9}, journal = {Scientific Reports}, doi = {10.1038/s41598-019-48692-2}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-224829}, year = {2019}, abstract = {In most organisms, ribosomal RNA (rRNA) contributes to >85\% of total RNA. Thus, to obtain useful information from RNA-sequencing (RNA-seq) analyses at reasonable sequencing depth, typically, mature polyadenylated transcripts are enriched or rRNA molecules are depleted. Targeted depletion of rRNA is particularly useful when studying transcripts lacking a poly(A) tail, such as some non-coding RNAs (ncRNAs), most bacterial RNAs and partially degraded or immature transcripts. While several commercially available kits allow effective rRNA depletion, their efficiency relies on a high degree of sequence homology between oligonucleotide probes and the target RNA. This restricts the use of such kits to a limited number of organisms with conserved rRNA sequences. In this study we describe the use of biotinylated oligos and streptavidin-coated paramagnetic beads for the efficient and specific depletion of trypanosomal rRNA. Our approach reduces the levels of the most abundant rRNA transcripts to less than 5\% with minimal off-target effects. By adjusting the sequence of the oligonucleotide probes, our approach can be used to deplete rRNAs or other abundant transcripts independent of species. Thus, our protocol provides a useful alternative for rRNA removal where enrichment of polyadenylated transcripts is not an option and commercial kits for rRNA are not available.}, language = {en} } @article{KramerBinningerSchirrmacheretal.1986, author = {Kramer, Michael D. and Binninger, Linda and Schirrmacher, Volker and Moll, Heidrun and Prester, Marlot and Nerz, Gaby and Simon, Markus M.}, title = {Characterization and isolation of a trypsin-like serine protease from a long-term culture cytolytic t cell line andits expression by functionally distinct T cells}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-31636}, year = {1986}, abstract = {No abstract available}, subject = {Biologie}, language = {en} } @article{KrallmannWenzelOttHackeretal.1989, author = {Krallmann-Wenzel, U. and Ott, M. and Hacker, J{\"o}rg and Schmidt, G}, title = {Chromosomal mapping of genes encoding mannose-sensitive (type I) and mannose-resistant F8(P) fimbriae of Escherichia coli O18:K5:H5}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59545}, year = {1989}, abstract = {DNA hybridization experiments demonstrated that the gene clusters encoding the F8 fimbriae (fei) as well as the type I fimbriae (pi/) exist in a single copy on the chromosome of E. coli 018:K5 strain 2980. In conjugation experiments with appropriate donors, the chromosomal site of these gene clusters was determined. The pil genes were mapped close to the gene clusters thr and Jeu controlling the biosynthesis of threonine and leucine, respectively. The fei genes were found to be located close to the galactose operon (gal) between the position 17 and 21 of the E. coli chromosomallinkage map.}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @article{KorhonenParkkinenHackeretal.1986, author = {Korhonen, T. K. and Parkkinen, J. and Hacker, J{\"o}rg and Finne, J. and Pere, A. and Rhen, M. and Holth{\"o}fer, H}, title = {Binding of Escherichia coli S fimbriae to human kidney epithelium}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59415}, year = {1986}, abstract = {Purified S fimbriae and an Escherichia coli strain carrying the recombinant plasmid pANN801-4 that encodes S fimbriae were tested for adhesion to frozen sections of human kidney. The fimbrlae and the bacteria bound to the same tissue domains, and in both cases the binding was specifically inhibited by the receptor analog of S fimbria, sialyl(a2-3)1actose. S fimbriae bound specifically to the epithelial elements in the kidneys; to the epithelial cells of proximal and distal tubules as weil as of the collecting ducts and to the visceral and parietal glomerular epithelium. In addition, they bound to the vascular endothelium of glomerull and of the renal Interstitium. No blnding to connective tissue elements was observed. The results suggest that the biological functlon of S fimbriae is to mediate the adheslon of E. coli to human epithelial and vascular endothellal ceUs.}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @phdthesis{Konradt2010, author = {Konradt, Christoph}, title = {Cross-talk between Shigella and cells of the adaptive immunity: The TTS effector IpgD inhibits T cell migration}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55397}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {Shigellosis, or bacillary dysentery, is a rectocolitis caused by the gram-negative, enteroinvasive bacteria of the genus Shigella. Shigellosis still remains a major public health burden with an estimated 80 million cases of bloody diarrhoea and 700.000 deaths per year, primarily in children under the age of 5. Shigella disrupts, invades, and causes inflammatory destruction of the colonic epithelium in humans through virulence effectors secreted by the type III secretion apparatus (TTSA). In contrast to the Shigella-induced manipulation of the host innate immune response, the impact of Shigella on the adaptive immunity has been poorly studied thus far. In order to understand why the naturally induced protective humoral response requires several infections to be primed and is of short duration, the work presented here investigates if Shigella is able to directly interact with T cells. Indeed, it has been shown that Shigella was able to invade and proliferate inside T cells. Furthermore, Shigella was able to inhibit T cell migration through a TTSA effector. Moreover, the Shigella effector IpgD, a phosphoinositide 4-phosphatase that specifically dephosphorylates phosphatidylinositol-(4,5)-bisphosphate (PIP2) into phosphatidylinositol-(5)-monophosphate (PI(5)P), was identified as the effector responsible for the observed inhibition. It could be demonstrated that IpgD was responsible for a reduction of intracellular PIP2 levels in T cells. Further experiments showed a reduced level of phosphorylated ezrin, radixin and moesin (ERM) proteins in infected, as well as with IpgD transfected, T cells. The ERM protein family plays an imported role in signal transduction and motility and their activity is closely related to the binding of PIP2. Therefore, the low level of PIP2 leads to a dephosphorylation of the ERM proteins which inhibits T cells response to chemokine stimulation. Indeed, IpgD transfected T cells show a reduced ability to re-localise the ERM proteins upon chemokine stimulation. Targeting T cell motility, via TTSA effectors, could explain the low level of specific T cell priming during Shigella infection. This is the first report of Shigella induced manipulation of T cell function and on the inhibition of T cell migration by a bacterial effector.}, subject = {Medizinische Mikrobiologie}, language = {en} } @article{KnappHackerThenetal.1984, author = {Knapp, Stefan and Hacker, J{\"o}rg and Then, Irene and M{\"u}ller, Dorothee and Goebel, Werner}, title = {Multiple copies of hemolysin genes and associated sequences in the chromosome of uropathogenic Escherichia coli strains}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-40278}, year = {1984}, abstract = {The 06 serogroup Escherichia coli strain 536 carries two hemolysin (hly) determinants integrated into the chromosome. The two hly determinants are not completely identical, either functionally or structurally, as demonstrated by spontaneous deletion mutants carrying only one of them and by cloning each of the two determinants separately into cosmid vectors. Each hly determinant is independently deleted at a frequency of 10-4 , leading to variants which exhibit similar levels of internal hemolysin but different amounts of secreted hemolysin. The two hly determinants were also identified in the 04 E. coli strain 519. The three E. coli strains 251, 764, and 768, which belong to the serogroup 018, and the 04 strain 367 harbor a single chromosomal hly determinant, as demonstrated by hybridization with hly-gene-specific probes. However, a hybridization probe derived from a sequence adjacent to the hlyC-proximal end of the plasmid pHlyl52-encoded hly determinant hybridizes with several additional chromosomal bands in hemolytic 018 and 06 E. coli strains and even in E. coli K-12. The size ofthe probe causing the multiple hybridization suggests a 1,500- to 1,800-base pair sequence directly flanking hlyC. Spontaneous hemolysin-negative mutants were isolated from strains 764 and 768, which had lost the entire hly determinant but retained all copies of the hlyC-associated sequence. This sequence is not identical to a previously identified (J. Hacker, S. Knapp, and W. Goebel, J. Bacteriol. 154:1145-1154, 1983) somewhat smaller (about 850 base pairs) sequence flanking the other (hlyBb-proximal) end of the plasmid pHlyl52-encoded hly determinant which, as shown here, exists also in multiple copies in these hemolytic E. coli strains and in at least two copies in E. coli K-12. In contrast to the plasmid-encoded hly determinant which is directly flanked at both ends by these two diJJerent sequences, the chromosomal hly determinants are not immediately flanked by such sequences.}, language = {en} } @article{KnappThenWelsetal.1985, author = {Knapp, S. and Then, I. and Wels, W. and Michel, W. and Tsch{\"a}pe, H. and Hacker, J{\"o}rg and Goebel, W}, title = {Analysis of the flanking regions from different hemolysin determinants of Escherichia coli}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59374}, year = {1985}, abstract = {The haemolysin (hly) determinant of the plasmid pHly152 contains an IS2 element at 469 bp upstream of the hlyC gene. The sequence at the other (right-hand) end (RS) also shows multiple hybridization with the plasmid pHly152 and the chromosome of some Escherichia coli strains but the nucleotide sequence of this region does not reveal the typical properties of an IS element. Similar arrangements in the regions flanking the hly determinant are also found on various Hly plasmids from uropathogenic E. coli strains. Chromosomal hly determinants Iack both flanking sequences (IS2 and RS) in the immediate vicinity of the hly genes. The sequences immediately upstream of the hlyC gene have been determined from several chromosomal hly determinants and compared with the corresponding sequence of the hly determinant of the plasmid pHly152. We show that these sequences, which contain one promoter (left promoter, phlyL) in all hly determinants tested, vary considerably although common sequence elements can still be identified. In contrast, only relatively few nucleotide exchanges have been detected in the adjacent structural hlyC genes. The A + T content of the 200 bp sequence upstream of hlyC is very high (72 mol\% A + T) but even the structural hly genes show a considerably higher A + T content (about 60 mol\%) than the E. coli chromosome on average (50 mol\% A+T) suggesting that the hly determinant may not have originated in E. coli.}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @article{KnappHackerJarchauetal.1986, author = {Knapp, S. and Hacker, J{\"o}rg and Jarchau, T. and Goebel, W}, title = {Large, Unstable Inserts in the Chromosome Affect Virulence Properties Of Uropathogenic Escherichia coli 06 Strain 536}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59402}, year = {1986}, abstract = {The hemolytic, uropathogenic Escherichia coli 536 (06:K15:H31) contains two inserts in its chromosome (insert I and insert II), both of which carried hly genes, were rather unstable, and were deleted spontaneously with a frequen~y of 10-3 to 10-4• These inserts were not found in the chromosome of two nonhemolytic E. coli strains, whereas the chromosomal ~equences adjacent to these inserts appeared tobe again homologous in the uropathogenic and two other E. co{\"u} strains. Insert I was 75 kilobases in size and was ftanked at both ends by 16 base pairs (bp) (TTCGACTCCTGTGATC) which were arranged in direct orientation. For insert I it was demonstrated that deletion occurred by recombination between the two 16-bp ftanking sequences, since mutants lacking this insert still carried a single copy of the 16-bp sequence in the chromosome. 8oth inserts contained a functional hemolysin determinant. However, the loss of the inserts not only atfected the hemolytic phenotype bot led to a considerable reduction in serum resistance and the loss of mannose-resistant hemagglutination, caused by the presence of S-type funbriae (sja). lt is shown that the Sfa-negative phenotype is due to a block in transcription of the sfa genes. Mutants of strain 536 which lacked both inserts were entirely avirulent when tested in several animal model systems.}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @phdthesis{Kemmer2001, author = {Kemmer, Gabriele}, title = {Charakterisierung der initialen Aufnahme des Kofaktors V (NAD) bei Haemophilus influenzae}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1548}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {H. influenzae ist ein fakultativ anaerobes, Gram-negatives Bakterium und wird in die Familie der Pasteurellacaea eingeordnet. Das Bakterium zeigt Auxotrophien f{\"u}r H{\"a}min unter aeroben Bedingungen und f{\"u}r Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD) bei aeroben wie anaeroben Wachstum. Es k{\"o}nnen zwei Unterarten unterschieden werden: die bekapselten St{\"a}mme, die systemische Erkrankungen hervorrufen und die unbekapselten bzw. nicht-typisierbaren St{\"a}mme, die f{\"u}r Oberfl{\"a}cheninfektionen verantwortlich sind. Da bei H. influenzae bisher nur wenig {\"u}ber die NAD-Aufnahme bekannt war, sollten in dieser Arbeit Proteine identifiziert und charakterisiert werden, die an der NAD-Aufnahme beteiligt sind. Das Außenmembranprotein e(P4), kodiert von dem hel-Gen, wurde als eine Komponente des H{\"a}minaufnahmesystems beschrieben. In dieser Arbeit wurde eine hel-Deletionsmutante hergestellt, anhand der nachgewiesen wurde, daß e(P4) als saure Phosphatase nicht an der H{\"a}min-, sondern an der NAD-Aufnahme beteiligt ist. Mit Hilfe von verschiedenen Phosphatase-Assays und dem Malat-Enzym-Assay konnten NADP und Nikotinamid-Mononukleotid (NMN) als physiologisch relevante Substrate identifiziert werden. Die biologische Relevanz von e(P4) f{\"u}r die NAD-Aufnahme wurde durch Mutantenanalyse in Wachstumstests und Transport-Assays nachgewiesen. Es wurde gezeigt, daß die hel-Deletionsmutante mit NAD und NMN ein signifikantes Wachstumsdefizit hatte und nicht f{\"a}hig war, beide Nikotinamid-Nukleotid-Quellen aufzunehmen, w{\"a}hrend die Nutzung von Nikotinamid-Ribosyl (NR) keinen Unterschied zum Wildtyp aufwies. Um die Frage zu kl{\"a}ren, ob die Lokalisation von e(P4) als Lipoprotein an der Außenmembran wichtig f{\"u}r die NMN-Spaltung ist, wurden zwei Mutanten hergestellt, bei denen im hel-Gen der Lipidanker Cystein durch ein Glycin ausgetauscht wurde, um das Protein im Periplasma zu exprimieren. Die Periplasma-Extrakte dieser Cystein-Mutanten zeigten in Phosphatase-Assays keine Aktivit{\"a}t. Um zu untersuchen, ob die Phosphatase-Aktivit{\"a}t die einzige f{\"u}r die NAD-Aufnahme relevante Funktion von e(P4) ist, wurden Phosphatase-Mutanten hergestellt und charakterisiert. Sie exprimierten ein mutiertes e(P4)-Protein, das durch einen Aminos{\"a}ureaustausch die Phosphatase-Aktivit{\"a}t verloren hatte. Es zeigte sich, daß die Ph{\"a}notypen der Phosphatase-Mutanten in Bezug auf die F{\"a}higkeit NMN zu spalten, NAD und NMN aufzunehmen und als Faktor V-Quelle zum Wachstum zu nutzen, exakt mit den Ph{\"a}notypen der Deletionsmutante korrelierten. Es konnten daher keine weiteren Funktionen von e(P4) festgestellt werden. Das periplasmatische Protein NadN wurde als Pyrophosphatase beschrieben, die f{\"a}hig ist, NAD zu NMN zu hydrolysieren. Weiter wurde eine 5´-Nukleotidase-Aktivit{\"a}t nachgewiesen, mit der NadN NMN zu NR dephosphorylieren kann. Die Relevanz von NadN f{\"u}r die NAD-Aufnahme wurde anhand einer nadN-Knockout-Mutante untersucht. In Wachstumskurven und Transport-Assays zeigte sich, daß die nadN-Mutante nicht f{\"a}hig war, NAD aufzunehmen und zum Wachstum zu verwenden. Auch die Nutzung von NMN war bei der Mutante eingeschr{\"a}nkt, w{\"a}hrend mit NR als Faktor V-Substrat kein Unterschied zum Stamm Rd erkennbar war. Durch die Charakterisierung einer hel nadN-Doppelmutante konnte nachgewiesen werden, daß keine weiteren Enzyme außer e(P4) und NadN an der Prozessierung von NAD zu NR beteiligt sind. Es zeigte sich auch, daß nur NR {\"u}ber einen putativen Transporter ins Zytoplasma aufgenommen wird. Das Protein OmpP2 stellt ein Hauptporin der {\"a}ußeren Membran dar. Durch eine ompP2-Deletionsmutante konnte mit Hilfe von Wachstumskurven und Transport-Assays nachgewiesen werden, daß NAD, NMN und NR durch diese Pore ins Periplasma diffundieren.}, subject = {Haemophilus influenzae}, language = {de} } @phdthesis{Keller2007, author = {Keller, Christian}, title = {The role of dendritic cells in the immunoregulation of leishmaniasis - transfection of dendritic cells with mRNA encoding a molecularly defined parasitic antigen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26208}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2007}, abstract = {Die kutane Leishmaniose ist eine Infektionskrankheit, die besonders in tropischen und W{\"u}stenregionen endemisch ist, mit einer Inzidenz von 1,5 Millionen F{\"a}llen im Jahr und einer Pr{\"a}valenz von 12 Millionen Infizierten weltweit. Die Infektion kann durch den intrazellul{\"a}ren Parasiten Leishmania major hervorgerufen werden. Am Mausmodell ist die Krankheit ausf{\"u}hrlich untersucht. Wie dabei deutlich wurde, ist f{\"u}r die Immunit{\"a}t gegen den Erreger die Induktion einer Klasse von Interferon (IFN)-\&\#61543;-produzierenden CD4+ T-Helfer-Zellen (TH1-Zellen) entscheidend, welche Makrophagen dazu aktivieren, die von ihnen beherbergten Parasiten abzut{\"o}ten. Die Umlenkung der Immunantwort in Richtung einer sch{\"u}tzenden TH1-Antwort wird auch der Schl{\"u}ssel zu einem effektiven Impfstoff sein. Ex vivo mit Leishmanienantigenen beladene dendritische Zellen sind vor einiger Zeit als Vakzine gegen L. major-Infektionen beschrieben worden. Ein einzelnes rekombinantes Antigen, LeIF (Leishmania homologue of eukaryotic ribosomal initiation factor 4a), ein parasit{\"a}res Protein, das die IL-12-Produktion durch dendritische Zellen stimuliert und das als mikrobiell konserviertes Strukturmolek{\"u}l (pattern-associated molecular pattern; PAMP) diskutiert wird, vermittelte dabei, zum Pulsen von dendritischen Zellen verwendet, einen sch{\"u}tzenden TH1-abh{\"a}ngigen Effekt. Der Einsatz rekombinanter Proteine ist jedoch mit etlichen Nachteilen verbunden, weshalb andere Methoden zur Verabreichung von Antigenen entwickelt wurden. Aus der Tumorforschung ist unl{\"a}ngst die RNA-Elektroporation dendritischer Zellen als eine sichere und vielseitige Methode hervorgegangen, bei der eine große Anzahl von RNA-Molek{\"u}len, die f{\"u}r ein bestimmtes Antigen kodieren, durch einen elektrischen Impuls in das Cytosol dendritischer Zellen gelangt. Die vorliegende Arbeit beschreibt zum ersten Mal die Transfektion dendritischer Zellen mit RNA eines molekular definierten Parasitenantigens. Zun{\"a}chst erfolgte die Etablierung eines standardisierten Protokolls f{\"u}r die RNA-Transfektion mit dem enhanced green fluorescent protein (EGFP) als Reporterantigen. EGFP-RNA war gut translatierbar in einem In-vitro-Translationssystem, und es konnten sowohl eine Zellinie (fetal skin-derived dendritic cells; FSDC) als auch prim{\"a}re, aus Knochenmarkkulturen der Maus gewonnene dendritische Zellen (bone marrow-derived dendritic cells; BMDC) mit einem Anteil von bis zu 90\% bzw. 75\% effizient EGFP-transfiziert werden. In beiden Zelltypen wurde die maximale Transfektionseffizienz mit 20 µg RNA erreicht, die mit gr{\"o}ßeren Mengen an RNA nicht weiter zu steigern war. Die H{\"o}he der Antigenexpression, gemessen als mittlere Fluoreszenzintensit{\"a}t (MFI) in der Durchflußzytometrie, war direkt proportional zur verwendeten RNA-Menge. In FSDC waren die Transfektionseffizienz und die MFI generell h{\"o}her als in BMDC bei gleicher RNA-Menge. Zudem konnte gezeigt werden, daß eine Behandlung mit LPS die Kinetik beeinflußt: Die maximale Expression war h{\"o}her und wurde auch eher erreicht, worauf zudem ein schnellerer Abfall folgte. In den Transfektionsexperimenten mit LeIF wurden zwei Varianten von LeIF-RNA verwendet: eine f{\"u}r die gesamte LeIF-Sequenz kodierende LeIF(fl)-RNA, und eine nur f{\"u}r die aminoterminale H{\"a}lfte der LeIF-Sequenz (226 Aminos{\"a}uren), dem immunogenen Teil des LeIF-Molek{\"u}ls, kodierende LeIF(226)-RNA. Im Western Blot von Ganzzellysaten dendritischer Zellen war nur LeIF(fl) nach Transfektion nachzuweisen, wohingegen LeIF(226) in LeIF(226)-transfizierten BMDC nie nachzuweisen war. Da beide Konstrukte aber gut im zellfreien System translatierbar waren, stellte der fehlgeschlagene Nachweis von LeIF(226) kein Fehlschlagen der RNA-Translation, sondern vielmehr einen raschen Antigenabbau dar. Es bestand daher die Erwartung, daß LeIF(226)-transfizierte BMDC trotzdem in der Lage sein m{\"u}ßten, von LeIF(226) abgeleitete antigene Peptide an T-Zellen von mit rekombinantem LeIF (rLeIF) immunisierten BALB/c-M{\"a}usen zu pr{\"a}sentieren. Diese Vermutung wurde durch Messung von IFN-\&\#61543; in Stimulationsversuchen mit BMDC und T-Zellen best{\"a}tigt, die zeigten, daß am Tag 7 der Kultur mit rLeIF gepulste, LeIF(226)- und LeIF(fl)-transfizierte BMDC in der Tat antigenspezifisch T-Zellen aus LeIF-immunisierten M{\"a}usen aktivierten. IL-4 hingegen wurde nicht produziert, was mit der Tatsache vereinbar ist, daß in Lymphknoten LeIF-vakzinierter M{\"a}usen haupts{\"a}chlich T-Zellen vom TH1-Typ zu finden sind. In den {\"U}berst{\"a}nden LeIF-transfizierter BMDC-Kulturen, im Gegensatz zu rLeIF-gepulsten BMDC, waren die proinflammatorischen Zytokine IL-1\&\#946;, IL-6, IL-10 und IL-12 nicht nachzuweisen. Dieser Effekt lag nicht am Elektroporationsvorgang, da die Zytokinproduktion von mit rekombinantem LeIF elektroporierten BMDC nur teilweise beeintr{\"a}chtigt war. Die Expression von CD86 war nach LeIF-Transfektion zudem geringer als nach Pulsen mit rLeIF. LeIF-Transfektion f{\"u}hrte mithin nicht zur Reifung dendritischer Zellen. LeIF-transfizierte BMDC k{\"o}nnten im Ergebnis als antigenspezifische Toleranzinduktoren fungiert haben, mit regulatorischen T-Zellen als Respondern. Der Effekt der Transfektion mit LeIF-RNA auf die immunstimulatorische Wirkung von BMDC war nicht signifikant erh{\"o}ht, wenn BMDC am Tag 8 oder 9 der Kultur verwendet wurden. BMDC, die am Tag 8, und mehr noch am Tag 9 mit rLeIF gepulst wurden, induzierten hingegen eine energische T-Zell-Antwort. BMDC vom Tag 9 waren sogar in der Lage, naive T-Zellen zu aktivieren. Bevor eine starke, gegen LeIF gerichtete T-Zell-Antwort eingeleitet werden kann, m{\"u}ssen dendritische Zellen also letztlich - neben Pr{\"a}sentation des Antigens und Expression kostimulatorischer Molek{\"u}le - eine gewisse „Empfindlichkeit" gegen{\"u}ber dem Strukturmolek{\"u}l LeIF besitzen, die mit ihrem Reifungsalter in Zusammenhang steht. Dieses dritte Signal wird nicht durch intrazellul{\"a}res LeIF nach Transfektion mit LeIF-RNA {\"u}bermittelt, oder es wird unterdr{\"u}ckt. Dar{\"u}ber hinaus war nach Elektroporation von rLeIF die IL-12-Produktion von BMDC g{\"a}nzlich aufgehoben, die Produktion von IL-1\&\#61538; bei h{\"o}heren Antigendosen reduziert und die Produktion von IL-10 teilweise erh{\"o}ht. Die Produktion von IL-6 war unbeeinflußt. Dieses ver{\"a}nderte Zytokinprofil legt eine Doppelnatur von LeIF als PAMP nahe: Neben der bei extrazellul{\"a}rem Vorliegen von LeIF erwiesenen Eigenschaft, die Produktion von IL-12 zu stimulieren, welches die Resistenz des Wirtes gegen L. major steigert, k{\"o}nnte LeIF bei intrazellul{\"a}rem Vorliegen auch zu Evasionsmechanismen des Parasiten vor dem Immunsystem des Wirtes beitragen, m{\"o}glicherweise durch Wechselwirkung mit MAP (mitogen-activated protein)-Kinase-Signalwegen. Die Eigenschaften von LeIF als Adjuvans h{\"a}ngen also sowohl von der Verabreichungsmethode (Transfektion mit RNA bzw. Pulsen mit dem rekombinanten Protein) als auch vom Zielkompartiment (extra- bzw. intrazellul{\"a}r) ab. Zusammenfassend konnte also in dieser Arbeit gezeigt werden, daß BMDC mit einem Parasitenantigen transfizierbar sind. Das Antigen wird dabei prozessiert und pr{\"a}sentiert, aber von dendritischen Zellen nicht als PAMP erkannt. Durch Transfektion mit antigenkodierender mRNA alleine werden mithin nicht alle notwendigen Signale f{\"u}r die Induktion einer potenten Immunantwort {\"u}bermittelt.}, subject = {Elektroporation}, language = {en} } @article{KayisogluSchlegelBartfeld2021, author = {Kayisoglu, {\"O}zge and Schlegel, Nicolas and Bartfeld, Sina}, title = {Gastrointestinal epithelial innate immunity-regionalization and organoids as new model}, series = {Journal of Molecular Medicine}, volume = {99}, journal = {Journal of Molecular Medicine}, number = {4}, doi = {10.1007/s00109-021-02043-9}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-265220}, pages = {517-530}, year = {2021}, abstract = {The human gastrointestinal tract is in constant contact with microbial stimuli. Its barriers have to ensure co-existence with the commensal bacteria, while enabling surveillance of intruding pathogens. At the centre of the interaction lies the epithelial layer, which marks the boundaries of the body. It is equipped with a multitude of different innate immune sensors, such as Toll-like receptors, to mount inflammatory responses to microbes. Dysfunction of this intricate system results in inflammation-associated pathologies, such as inflammatory bowel disease. However, the complexity of the cellular interactions, their molecular basis and their development remains poorly understood. In recent years, stem cell-derived organoids have gained increasing attention as promising models for both development and a broad range of pathologies, including infectious diseases. In addition, organoids enable the study of epithelial innate immunity in vitro. In this review, we focus on the gastrointestinal epithelial barrier and its regional organization to discuss innate immune sensing and development.}, language = {en} } @phdthesis{Kapfhammer2002, author = {Kapfhammer, Dagmar M.}, title = {Vibrio cholerae Phage K139}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-3768}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2002}, abstract = {Bisher sind ca. 190 verschiedene Vibriophagen beschrieben, nur 10 davon stellen filament{\"o}se Phagen dar, der Rest geh{\"o}rt zu den sogenannten Caudovirales, d.h. sie weisen ein kubisches Nukleokapsid mit einem mehr oder weniger langen Schwanz auf. Der letzteren Gruppe ist auch der Phage K139 zuzurechnen. K139 ist ein temperenter Phage, dessen Wirtsspektrum sich nach bisherigen Erkenntnissen auf V. cholerae St{\"a}mme der Serogruppen O1 und O139 beschr{\"a}nkt. Als Rezeptor dient ihm dabei das O1 Lipopolysaccharid (LPS), Morphologisch ist er der Familie der Myoviridae zuzurechnen, innerhalb des Klassifikations-Schemas der Vibriophagen den Kappa-Phagen. Diese Phagengruppe weist eine hohe Assoziation mit epidemischen O1 El Tor St{\"a}mmen auf, es gibt aber keine Hinweise auf eine Beteiligung an der Virulenz von V. cholerae. In dieser Arbeit wurde die vollst{\"a}ndige K139 Genomsequenz ermittelt. Diese besteht aus 33.1 kb ds DNA, die Sequenzierung deutet auf eine terminale Redundanz hin. Zusammen mit dem bereits bekannten Sequenzabschnitt ergab sich eine Zahl von insgesamt 44 offenen Leserastern (ORFs). Sowohl auf Sequenzebene als auch hinsichtlich der Organisation des Genoms konnte eine Verwandtschaft von K139 zu den P2-Phagen gefunden werden. Insgesamt weisen 26 ORFs Homologie zu P2 Genprodukten auf. F{\"u}r 14 ORFs war eine Funktionszuordnung basierend auf der Homologie zu bereits bekannten Proteinen m{\"o}glich. Auch {\"u}ber die Analyse der Sequenzmotive wurde versucht, Hinweise auf eine m{\"o}gliche Funktion der putativen Proteine zu erhalten. Zur Unterst{\"u}tzung der bioinformatischen Auswertung wurden weiterf{\"u}hrende Untersuchungen angestellt. So wurden die Proteine des Phagenpartikels mittels 2D SDS-PAGE und MALDI-TOF analysiert. Auf diese Weise konnten vier putative Kapsid- und drei putative Schwanz-Proteine als Bestandteil des Phagenpartikels ermittelt werden. Weiterhin wurde durch {\"U}berexpression und Restriktionsanalysen Orf8 als Adenin-spezifische Methyltransferase identifiziert. Als Methylierungssequenz wurde die Basenabfolge 5´-GATC-3´ ermittelt. Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Funktionszuordnung putativer Genregulatoren. Dies wurde einmal f{\"u}r die Proteine Orf2 und CI durch {\"U}berexpression und Konstruktion von Deletionsmutanten und deren ph{\"a}notypischer Bestimmung in Plaque-Assays untersucht. Dabei konnte Orf2 eine m{\"o}gliche Schutzfunktion vor superinfizierenden Phagen zugeschrieben werden. Widerspr{\"u}chlich sind dagegen die Ergebnisse f{\"u}r die Funktion von CI, das aufgrund seiner Homologie als Repressor der Lyse dienen sollte. Zum zweiten wurde in einem Promotor-Test System der Einfluß der Proteine CI, Orf2, 8, 11, 12 und 13 auf vier verschiedene putative Promotor-Bereiche von K139 untersucht. Weiterhin wurde durch Southern Blot Analysen die Verbreitung von K139 innerhalb verschiedener V. cholerae Isolate untersucht. Dabei wurden in 50\% der O1 und O139 und in 7\% der Nicht-O1/O139 St{\"a}mme ein positives Hybridisierungssignal gefunden. Dabei zeigten der O1 klassische Stamm sowie zwei Nicht-O1/O139 St{\"a}mme ein ver{\"a}ndertes Restriktionsmuster. N{\"a}here Untersuchungen der verschiedenen Phagentypen mittels Southern-Blot und PCR zeigten eine hohe Verwandtschaft, lediglich eine Region, die der K139 Genomregion zwischen dem rep und dem orf15 Gen entspricht, zeigte auff{\"a}llige Unterschiede. Die Sequenzierung ergab eine auffallend mosaikartige Struktur mit homologen und nicht-homologen Sequenzabschnitten im Vergleich der Phagen untereinander. Schließlich wurde noch eine weitere Genregion sequenziert, orf35 bis orf36, in der wirtsspezifische Sequenzunterschiede vermutet wurden. F{\"u}r die Sequenz von orf35, das f{\"u}r das putative Schwanzfaser Protein kodiert, konnte eine mosaikartige Struktur ermittelt werden, die durch die Anwesenheit von zwei konservierten (C1 und C2) und zwei variablen (V1 und V2) Regionen zustande kommt. Die Kombination der variablen Bereiche ergab drei verschiedene Schwanzfaser-Protein Typen. {\"U}berraschenderweise korrelieren diese Typen nicht mit der Serogruppe des Wirtes. So konnte der gleiche Schwanzfaser-Typ in drei verschiedenen Serogruppen gefunden werden. Als Grund hierf{\"u}r wird die F{\"a}higkeit von V. cholerae diskutiert, durch horizontalen Gentransfer ein neues LPS Biosynthese-Cluster zu erwerben und damit die Serogruppe zu wechseln.}, subject = {Bakteriophage K139}, language = {de} } @phdthesis{Kalk2001, author = {Kalk, Andreas}, title = {Die Dezentralisierung im Gesundheitswesen Kolumbiens und Brasiliens und ihre Auswirkungen auf die Leprakontrolle}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-828}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {Pl{\"a}ne zur Dezentralsierung sind ein integrierter Bestandteil der Gesundheitssektorreform in einer zunehmenden Anzahl von L{\"a}ndern. Die F{\"a}higkeit derartiger Reformen, die Qualit{\"a}t und Effizienz des Gesundheitssystem zu verbessern, ist nur durch begrenzte wissenschaftliche Evidenz untermauert. Diese Studie beabsichtigt die Auswirkungen der Dezentralisierung auf ein spezielles Feld der Seuchenkontrolle, die Leprakontrolle, in Kolumbien und Brasilien zu untersuchen. Sie analysiert die zuzuordnende Gesetzgebung, epidemiologische Indikatoren und lokale Publikationen. Zudem wurden 39 semi-strukturierte Interviews mit Schl{\"u}sselinformanten durchgef{\"u}hrt. In beiden L{\"a}ndern stellte die Devolution der technischen Verantwortlichkeit und der finanziellen Ressourcen die implementierte Form der Dezentralisierung dar. Der Zugang zu pr{\"a}ventiven und kurativen Diensten wie auch die Einbindung der Bev{\"o}lkerung in Entscheidungsprozesse verbesserten sich nur in Brasilien eindeutig. Die Dezentralisierung zu privaten Gesundheitsdiensten in Kolumbien hatte zweifelhafte Auswirkungen auf die Qualit{\"a}t der Leistungen und mehr noch auf die {\"o}ffentliche Gesundheitsvorsorge (Public Health). Der Finanzfluss (einschließlich der Finanzadquisition durch staatliche Steuern statt durch Versicherungsgesellschaften) schien in Brasilien besser kontrolliert zu sein. Leprakontrolle in Brasilien profitierte von der Dezentralisierung, in Kolumbien nahm sie massiven Schaden.}, language = {de} } @article{JaegerPernitzschRichteretal.2012, author = {J{\"a}ger, Dominik and Pernitzsch, Sandy R. and Richter, Andreas S. and Backofen, Rolf and Sharma, Cynthia M. and Schmitz, Ruth A.}, title = {An archaeal sRNA targeting cis- and trans-encoded mRNAs via two distinct domains}, series = {Nucleic Acids Research}, volume = {40}, journal = {Nucleic Acids Research}, number = {21}, doi = {10.1093/nar/gks847}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-134972}, pages = {10964-10979}, year = {2012}, abstract = {We report on the characterization and target analysis of the small (s) RNA\(_{162}\) in the methanoarchaeon Methanosarcina mazei. Using a combination of genetic approaches, transcriptome analysis and computational predictions, the bicistronic MM2441-MM2440 mRNA encoding the transcription factor MM2441 and a protein of unknown function was identified as a potential target of this sRNA, which due to processing accumulates as three stabile 5' fragments in late exponential growth. Mobility shift assays using various mutants verified that the non-structured single-stranded linker region of sRNA\(_{162}\) (SLR) base-pairs with the MM2440-MM2441 mRNA internally, thereby masking the predicted ribosome binding site of MM2441. This most likely leads to translational repression of the second cistron resulting in dis-coordinated operon expression. Analysis of mutant RNAs in vivo confirmed that the SLR of sRNA\(_{162}\) is crucial for target interactions. Furthermore, our results indicate that sRNA\(_{162}\)-controlled MM2441 is involved in regulating the metabolic switch between the carbon sources methanol and methylamine. Moreover, biochemical studies demonstrated that the 50 end of sRNA\(_{162}\) targets the 5'-untranslated region of the cis-encoded MM2442 mRNA. Overall, this first study of archaeal sRNA/mRNA-target interactions unraveled that sRNA\(_{162}\) acts as an antisense (as) RNA on cis- and trans-encoded mRNAs via two distinct domains, indicating that cis-encoded asRNAs can have larger target regulons than previously anticipated.}, language = {en} } @article{JaegerFoerstnerSharmaetal.2014, author = {J{\"a}ger, Dominik and F{\"o}rstner, Konrad U. and Sharma, Cynthia M. and Santangelo, Thomas J. and Reeve, John N.}, title = {Primary transcriptome map of the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakarensis}, series = {BMC Genomics}, volume = {15}, journal = {BMC Genomics}, number = {684}, issn = {1471-2164}, doi = {10.1186/1471-2164-15-684}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-120966}, year = {2014}, abstract = {Background Prokaryotes have relatively small genomes, densely-packed with protein-encoding sequences. RNA sequencing has, however, revealed surprisingly complex transcriptomes and here we report the transcripts present in the model hyperthermophilic Archaeon, Thermococcus kodakarensis, under different physiological conditions. Results Sequencing cDNA libraries, generated from RNA isolated from cells under different growth and metabolic conditions has identified >2,700 sites of transcription initiation, established a genome-wide map of transcripts, and consensus sequences for transcription initiation and post-transcription regulatory elements. The primary transcription start sites (TSS) upstream of 1,254 annotated genes, plus 644 primary TSS and their promoters within genes, are identified. Most mRNAs have a 5'-untranslated region (5'-UTR) 10 to 50 nt long (median = 16 nt), but ~20\% have 5'-UTRs from 50 to 300 nt long and ~14\% are leaderless. Approximately 50\% of mRNAs contain a consensus ribosome binding sequence. The results identify TSS for 1,018 antisense transcripts, most with sequences complementary to either the 5'- or 3'-region of a sense mRNA, and confirm the presence of transcripts from all three CRISPR loci, the RNase P and 7S RNAs, all tRNAs and rRNAs and 69 predicted snoRNAs. Two putative riboswitch RNAs were present in growing but not in stationary phase cells. The procedure used is designed to identify TSS but, assuming that the number of cDNA reads correlates with transcript abundance, the results also provide a semi-quantitative documentation of the differences in T. kodakarensis genome expression under different growth conditions and confirm previous observations of substrate-dependent specific gene expression. Many previously unanticipated small RNAs have been identified, some with relative low GC contents (≤50\%) and sequences that do not fold readily into base-paired secondary structures, contrary to the classical expectations for non-coding RNAs in a hyperthermophile. Conclusion The results identify >2,700 TSS, including almost all of the primary sites of transcription initiation upstream of annotated genes, plus many secondary sites, sites within genes and sites resulting in antisense transcripts. The T. kodakarensis genome is small (~2.1 Mbp) and tightly packed with protein-encoding genes, but the transcriptomes established also contain many non-coding RNAs and predict extensive RNA-based regulation in this model Archaeon.}, language = {en} } @article{JunGholamiSongetal.2014, author = {Jun, Kyong-Hwa and Gholami, Spedideh and Song, Tae-Jin and Au, Joyce and Haddad, Dana and Carson, Joshua and Chen, Chun-Hao and Mojica, Kelly and Zanzonico, Pat and Chen, Nanhai G. and Zhang, Qian and Szalay, Aladar and Fong, Yuman}, title = {A novel oncolytic viral therapy and imaging technique for gastric cancer using a genetically engineered vaccinia virus carrying the human sodium iodide symporter}, series = {Journal of Experimental \& Clinical Cancer Research}, volume = {33}, journal = {Journal of Experimental \& Clinical Cancer Research}, number = {2}, issn = {1756-9966}, doi = {10.1186/1756-9966-33-2}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-117716}, year = {2014}, abstract = {Background: Gastric cancers have poor overall survival despite recent advancements in early detection methods, endoscopic resection techniques, and chemotherapy treatments. Vaccinia viral therapy has had promising therapeutic potential for various cancers and has a great safety profile. We investigated the therapeutic efficacy of a novel genetically-engineered vaccinia virus carrying the human sodium iodide symporter (hNIS) gene, GLV-1 h153, on gastric cancers and its potential utility for imaging with Tc-99m pertechnetate scintigraphy and I-124 positron emission tomography (PET). Methods: GLV-1 h153 was tested against five human gastric cancer cell lines using cytotoxicity and standard viral plaque assays. In vivo, subcutaneous flank tumors were generated in nude mice with human gastric cancer cells, MKN-74. Tumors were subsequently injected with either GLV-1 h153 or PBS and followed for tumor growth. Tc-99m pertechnetate scintigraphy and I-124 microPET imaging were performed. Results: GFP expression, a surrogate for viral infectivity, confirmed viral infection by 24 hours. At a multiplicity of infection (MOI) of 1, GLV-1 h153 achieved > 90\% cytotoxicity in MNK-74, OCUM-2MD3, and AGS over 9 days, and >70\% cytotoxicity in MNK-45 and TMK-1. In vivo, GLV-1 h153 was effective in treating xenografts (p < 0.001) after 2 weeks of treatment. GLV-1 h153-infected tumors were readily imaged by Tc-99m pertechnetate scintigraphy and I-124 microPET imaging 2 days after treatment. Conclusions: GLV-1 h153 is an effective oncolytic virus expressing the hNIS protein that can efficiently regress gastric tumors and allow deep-tissue imaging. These data encourages its continued investigation in clinical settings.}, language = {en} } @article{JiangOronClarketal.2016, author = {Jiang, Yuxiang and Oron, Tal Ronnen and Clark, Wyatt T. and Bankapur, Asma R. and D'Andrea, Daniel and Lepore, Rosalba and Funk, Christopher S. and Kahanda, Indika and Verspoor, Karin M. and Ben-Hur, Asa and Koo, Da Chen Emily and Penfold-Brown, Duncan and Shasha, Dennis and Youngs, Noah and Bonneau, Richard and Lin, Alexandra and Sahraeian, Sayed M. E. and Martelli, Pier Luigi and Profiti, Giuseppe and Casadio, Rita and Cao, Renzhi and Zhong, Zhaolong and Cheng, Jianlin and Altenhoff, Adrian and Skunca, Nives and Dessimoz, Christophe and Dogan, Tunca and Hakala, Kai and Kaewphan, Suwisa and Mehryary, Farrokh and Salakoski, Tapio and Ginter, Filip and Fang, Hai and Smithers, Ben and Oates, Matt and Gough, Julian and T{\"o}r{\"o}nen, Petri and Koskinen, Patrik and Holm, Liisa and Chen, Ching-Tai and Hsu, Wen-Lian and Bryson, Kevin and Cozzetto, Domenico and Minneci, Federico and Jones, David T. and Chapman, Samuel and BKC, Dukka and Khan, Ishita K. and Kihara, Daisuke and Ofer, Dan and Rappoport, Nadav and Stern, Amos and Cibrian-Uhalte, Elena and Denny, Paul and Foulger, Rebecca E. and Hieta, Reija and Legge, Duncan and Lovering, Ruth C. and Magrane, Michele and Melidoni, Anna N. and Mutowo-Meullenet, Prudence and Pichler, Klemens and Shypitsyna, Aleksandra and Li, Biao and Zakeri, Pooya and ElShal, Sarah and Tranchevent, L{\´e}on-Charles and Das, Sayoni and Dawson, Natalie L. and Lee, David and Lees, Jonathan G. and Sillitoe, Ian and Bhat, Prajwal and Nepusz, Tam{\´a}s and Romero, Alfonso E. and Sasidharan, Rajkumar and Yang, Haixuan and Paccanaro, Alberto and Gillis, Jesse and Sede{\~n}o-Cort{\´e}s, Adriana E. and Pavlidis, Paul and Feng, Shou and Cejuela, Juan M. and Goldberg, Tatyana and Hamp, Tobias and Richter, Lothar and Salamov, Asaf and Gabaldon, Toni and Marcet-Houben, Marina and Supek, Fran and Gong, Qingtian and Ning, Wei and Zhou, Yuanpeng and Tian, Weidong and Falda, Marco and Fontana, Paolo and Lavezzo, Enrico and Toppo, Stefano and Ferrari, Carlo and Giollo, Manuel and Piovesan, Damiano and Tosatto, Silvio C. E. and del Pozo, Angela and Fern{\´a}ndez, Jos{\´e} M. and Maietta, Paolo and Valencia, Alfonso and Tress, Michael L. and Benso, Alfredo and Di Carlo, Stefano and Politano, Gianfranco and Savino, Alessandro and Rehman, Hafeez Ur and Re, Matteo and Mesiti, Marco and Valentini, Giorgio and Bargsten, Joachim W. and van Dijk, Aalt D. J. and Gemovic, Branislava and Glisic, Sanja and Perovic, Vladmir and Veljkovic, Veljko and Almeida-e-Silva, Danillo C. and Vencio, Ricardo Z. N. and Sharan, Malvika and Vogel, J{\"o}rg and Kansakar, Lakesh and Zhang, Shanshan and Vucetic, Slobodan and Wang, Zheng and Sternberg, Michael J. E. and Wass, Mark N. and Huntley, Rachael P. and Martin, Maria J. and O'Donovan, Claire and Robinson, Peter N. and Moreau, Yves and Tramontano, Anna and Babbitt, Patricia C. and Brenner, Steven E. and Linial, Michal and Orengo, Christine A. and Rost, Burkhard and Greene, Casey S. and Mooney, Sean D. and Friedberg, Iddo and Radivojac, Predrag and Veljkovic, Nevena}, title = {An expanded evaluation of protein function prediction methods shows an improvement in accuracy}, series = {Genome Biology}, volume = {17}, journal = {Genome Biology}, number = {184}, doi = {10.1186/s13059-016-1037-6}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-166293}, year = {2016}, abstract = {Background A major bottleneck in our understanding of the molecular underpinnings of life is the assignment of function to proteins. While molecular experiments provide the most reliable annotation of proteins, their relatively low throughput and restricted purview have led to an increasing role for computational function prediction. However, assessing methods for protein function prediction and tracking progress in the field remain challenging. Results We conducted the second critical assessment of functional annotation (CAFA), a timed challenge to assess computational methods that automatically assign protein function. We evaluated 126 methods from 56 research groups for their ability to predict biological functions using Gene Ontology and gene-disease associations using Human Phenotype Ontology on a set of 3681 proteins from 18 species. CAFA2 featured expanded analysis compared with CAFA1, with regards to data set size, variety, and assessment metrics. To review progress in the field, the analysis compared the best methods from CAFA1 to those of CAFA2. Conclusions The top-performing methods in CAFA2 outperformed those from CAFA1. This increased accuracy can be attributed to a combination of the growing number of experimental annotations and improved methods for function prediction. The assessment also revealed that the definition of top-performing algorithms is ontology specific, that different performance metrics can be used to probe the nature of accurate predictions, and the relative diversity of predictions in the biological process and human phenotype ontologies. While there was methodological improvement between CAFA1 and CAFA2, the interpretation of results and usefulness of individual methods remain context-dependent.}, language = {en} } @article{JarickBertscheStahletal.2018, author = {Jarick, Marcel and Bertsche, Ute and Stahl, Mark and Schultz, Daniel and Methling, Karen and Lalk, Michael and Stigloher, Christian and Steger, Mirco and Schlosser, Andreas and Ohlsen, Knut}, title = {The serine/threonine kinase Stk and the phosphatase Stp regulate cell wall synthesis in Staphylococcus aureus}, series = {Scientific Reports}, volume = {8}, journal = {Scientific Reports}, number = {13693}, doi = {10.1038/s41598-018-32109-7}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-177333}, year = {2018}, abstract = {The cell wall synthesis pathway producing peptidoglycan is a highly coordinated and tightly regulated process. Although the major components of bacterial cell walls have been known for decades, the complex regulatory network controlling peptidoglycan synthesis and many details of the cell division machinery are not well understood. The eukaryotic-like serine/threonine kinase Stk and the cognate phosphatase Stp play an important role in cell wall biosynthesis and drug resistance in S. aureus. We show that stp deletion has a pronounced impact on cell wall synthesis. Deletion of stp leads to a thicker cell wall and decreases susceptibility to lysostaphin. Stationary phase Δstp cells accumulate peptidoglycan precursors and incorporate higher amounts of incomplete muropeptides with non-glycine, monoglycine and monoalanine interpeptide bridges into the cell wall. In line with this cell wall phenotype, we demonstrate that the lipid II:glycine glycyltransferase FemX can be phosphorylated by the Ser/Thr kinase Stk in vitro. Mass spectrometric analyses identify Thr32, Thr36 and Ser415 as phosphoacceptors. The cognate phosphatase Stp dephosphorylates these phosphorylation sites. Moreover, Stk interacts with FemA and FemB, but is unable to phosphorylate them. Our data indicate that Stk and Stp modulate cell wall synthesis and cell division at several levels.}, language = {en} } @article{IbrahimOhlsen2022, author = {Ibrahim, Eslam S. and Ohlsen, Knut}, title = {The old yellow enzyme OfrA fosters Staphylococcus aureus survival via affecting thiol-dependent redox homeostasis}, series = {Frontiers in Microbiology}, volume = {13}, journal = {Frontiers in Microbiology}, issn = {1664-302X}, doi = {10.3389/fmicb.2022.888140}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-274381}, year = {2022}, abstract = {Old yellow enzymes (OYEs) are widely found in the bacterial, fungal, and plant kingdoms but absent in humans and have been used as biocatalysts for decades. However, OYEs' physiological function in bacterial stress response and infection situations remained enigmatic. As a pathogen, the Gram-positive bacterium Staphylococcus aureus adapts to numerous stress conditions during pathogenesis. Here, we show that in S. aureus genome, two paralogous genes (ofrA and ofrB) encode for two OYEs. We conducted a bioinformatic analysis and found that ofrA is conserved among all publicly available representative staphylococcal genomes and some Firmicutes. Expression of ofrA is induced by electrophilic, oxidative, and hypochlorite stress in S. aureus. Furthermore, ofrA contributes to S. aureus survival against reactive electrophilic, oxygen, and chlorine species (RES, ROS, and RCS) via thiol-dependent redox homeostasis. At the host-pathogen interface, S. aureusΔofrA has defective survival in macrophages and whole human blood and decreased staphyloxanthin production. Overall, our results shed the light onto a novel stress response strategy in the important human pathogen S. aureus.}, language = {en} } @phdthesis{Hoer2020, author = {H{\"o}r, Jens}, title = {Discovery of RNA/protein complexes by Grad-seq}, doi = {10.25972/OPUS-21181}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-211811}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {Complex formation between macromolecules constitutes the foundation of most cellular processes. Most known complexes are made up of two or more proteins interacting in order to build a functional entity and therefore enabling activities which the single proteins could otherwise not fulfill. With the increasing knowledge about noncoding RNAs (ncRNAs) it has become evident that, similar to proteins, many of them also need to form a complex to be functional. This functionalization is usually executed by specific or global RNA-binding proteins (RBPs) that are specialized binders of a certain class of ncRNAs. For instance, the enterobacterial global RBPs Hfq and ProQ together bind >80 \% of the known small regulatory RNAs (sRNAs), a class of ncRNAs involved in post-transcriptional regulation of gene expression. However, identification of RNA-protein interactions so far was performed individually by employing low-throughput biochemical methods and thereby hindered the discovery of such interactions, especially in less studied organisms such as Gram-positive bacteria. Using gradient profiling by sequencing (Grad-seq), the present thesis aimed to establish high-throughput, global RNA/protein complexome resources for Escherichia coli and Streptococcus pneumoniae in order to provide a new way to investigate RNA-protein as well as protein-protein interactions in these two important model organisms. In E. coli, Grad-seq revealed the sedimentation profiles of 4,095 (∼85 \% of total) transcripts and 2,145 (∼49 \% of total) proteins and with that reproduced its major ribonucleoprotein particles. Detailed analysis of the in-gradient distribution of the RNA and protein content uncovered two functionally unknown molecules—the ncRNA RyeG and the small protein YggL—to be ribosomeassociated. Characterization of RyeG revealed it to encode for a 48 aa long, toxic protein that drastically increases lag times when overexpressed. YggL was shown to be bound by the 50S subunit of the 70S ribosome, possibly indicating involvement of YggL in ribosome biogenesis or translation of specific mRNAs. S. pneumoniae Grad-seq detected 2,240 (∼88 \% of total) transcripts and 1,301 (∼62 \% of total) proteins, whose gradient migration patterns were successfully reconstructed, and thereby represents the first RNA/protein complexome resource of a Gram-positive organism. The dataset readily verified many conserved major complexes for the first time in S. pneumoniae and led to the discovery of a specific interaction between the 3'!5' exonuclease Cbf1 and the competence-regulating ciadependent sRNAs (csRNAs). Unexpectedly, trimming of the csRNAs by Cbf1 stabilized the former, thereby promoting their inhibitory function. cbf1 was further shown to be part of the late competence genes and as such to act as a negative regulator of competence.}, subject = {Multiproteinkomplex}, language = {en} } @phdthesis{Haegele2002, author = {H{\"a}gele, Sonja}, title = {Wirtsspezifit{\"a}t der Gattung Legionella und Etablierung von Dictyostelium discoideum als Wirtsmodell}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4256}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2002}, abstract = {Bei der Gattung Legionella handelt es sich um aquatische St{\"a}bchenbakterien, die sich intrazellul{\"a}r in verschiedenen Protozoen vermehren k{\"o}nnen. Neben der Nutzung des Protozoenwirtes k{\"o}nnen humanpathogene Legionella-Spezies in den Alveolarmakrophagen des menschlichen Respirationstraktes replizieren. Diese Besiedelung der Lunge kann zu einer atypischen Pneumonie, der Legion{\"a}rskrankheit, f{\"u}hren. Humanpathogene Vertreter der Gattung Legionella weisen somit ein duales Wirtssystem auf. Die Wirtsspezifit{\"a}t phylogenetisch verschiedener Legionella Spezies wurde bislang nicht systematisch analysiert. Mit Hilfe von Infektionsversuchen konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass f{\"u}r unterschiedlichste Legionella Spezies Acanthamoeba castellanii ein gut geeigneter Wirt darstellt. Hartmannella vermiformis und Naegleria gruberi erm{\"o}glichen dagegen nur einem eingeschr{\"a}nkten Legionella-Spektrum ein intrazellul{\"a}res Wachstum. Die jeweils h{\"o}chsten Vermehrungsraten zeigten dabei in allen Am{\"o}ben die Umweltisolate LLAP 10 und L. lytica sowie der humanpathogene Stamm L. pneumophila Corby. Außerdem scheint die Virulenz humanpathogener Legionellen-Spezies korreliert zu sein mit der Nutzung eines breiten Wirtsspektrums. Ciliaten wie Tetrahymena pyriformis sind im Gegensatz zu den Am{\"o}ben als Wirte nicht so gut geeignet. Im Vergleich zu den Am{\"o}ben ist sowohl die Anzahl der sich intrazellul{\"a}r in T. pyriformis replizierenden Legionella-Spezies sowie deren Replikationsrate erniedrigt. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit war es Dictyostelium discoideum als neues Wirtsmodell zu etablieren. Bei dieser gut erforschten Bodenam{\"o}be stehen zahlreiche molekularbiologische Methoden f{\"u}r das Manipulieren des Genoms zur Verf{\"u}gung. Somit ist es m{\"o}glich, die w{\"a}hrend einer Infektion ben{\"o}tigten Wirtsfaktoren von Seiten der Am{\"o}be n{\"a}her zu untersuchen. Mittels Infektionsversuchen sowie fluoreszenz- und elektronenmikroskopischer Methoden konnte die intrazellul{\"a}re Replikation von LLAP 10, L. lytica und L. pneumophila in D. discoideum gezeigt werden. F{\"u}r L. pneumophila konnte durch FACS-Analyse festgestellt werden, dass Bakterien dieser Legionella-Spezies genauso wie in den bisher untersuchten Wirtszellesystemen zu Beginn der Infektion in einem nicht anges{\"a}uerten Kompartiment vorliegen. F{\"u}r alle weiteren verwendeten Legionella Spezies sowie hitzeabget{\"o}tete L. pneumophila und die Futterbakterien Klebsiella aerogenes konnte dagegen eine Ans{\"a}uerung des Phagosoms nachgewiesen werden. Kolokalisierungsstudien des lysosomalen Markers DdLIMP mit Legionellen best{\"a}tigte außerdem eine Inhibierung der Phagolysosomfusion bei L. pneumophila, nicht jedoch bei der sich nicht replizierenden Spezies L. hackeliae. Die Untersuchung einer spezifischen Profilin-minus Dictyostelium-Mutante offenbarte eine erh{\"o}hte Phagozytoserate von Legionellen durch die Wirtszellen. Daraus resultierte auch eine leicht gesteigerte intrazellul{\"a}re Vermehrungsrate dieser Bakterien. Profilin ist ein Aktin-bindendes Protein und an der Regulation von Aufnahmeprozessen beteiligt. Weiterhin wurde in dieser Arbeit eine Methode zur Isolierung Bakterien-haltiger Phagosomen aus D. discoideum etabliert. Die magnetische Reinigung von Phagosomen {\"u}ber paramagnetische, Bakterien-konjugierte Beads erwies sich als nicht praktikabel. Die daraufhin entwickelte Anreicherung der Phagosomen {\"u}ber Dichtegradienten-Zentrifugation erforderte jedoch zus{\"a}tzlich die Eliminierung kontaminierender Lysosomen und Mitochondrien. Die Analyse des phagosomalen Proteoms erfolgte mittels Messung von Enzymaktivit{\"a}ten und Western-Blotting-Experimenten. Dabei konnten keine quantitativen Unterschiede typischer lysosomaler Marker zwischen gereiften und ungereiften Phagosomen mit lebenden bzw. toten L. pneumophila detektiert werden. Ebenso verlief der Vergleich von ungereiften LLAP 10-haltigen Phagosomen und gereiften Klebsiella-haltigen Phagosomen. Dagegen zeigte die 2D-Gelelektrophorese des phagosomalen Proteoms vier Proteine, die in Phagosomen mit toten L. pneumophila Corby st{\"a}rker exprimiert waren als in Phagosomen mit lebenden Legionellen. Weiterhin wurde ein Protein detektiert, das f{\"u}r Phagosomen, die lebende L. pneumophila Bakterien beinhalten, spezifisch ist. Dabei k{\"o}nnte es sich um einen von L. pneumophila zur Replikationsvakuole rekrutierten Wirtsfaktor handeln.}, subject = {Legionella}, language = {de} } @article{HungKasperkowitzKurzetal.2023, author = {Hung, Sophia and Kasperkowitz, Amelie and Kurz, Florian and Dreher, Liane and Diessner, Joachim and Ibrahim, Eslam S. and Schwarz, Stefan and Ohlsen, Knut and Hertlein, Tobias}, title = {Next-generation humanized NSG-SGM3 mice are highly susceptible to Staphylococcus aureus infection}, series = {Frontiers in Immunology}, volume = {14}, journal = {Frontiers in Immunology}, doi = {10.3389/fimmu.2023.1127709}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-306966}, year = {2023}, abstract = {Humanized hemato-lymphoid system mice, or humanized mice, emerged in recent years as a promising model to study the course of infection of human-adapted or human-specific pathogens. Though Staphylococcus aureus infects and colonizes a variety of species, it has nonetheless become one of the most successful human pathogens of our time with a wide armory of human-adapted virulence factors. Humanized mice showed increased vulnerability to S. aureus compared to wild type mice in a variety of clinically relevant disease models. Most of these studies employed humanized NSG (NOD-scid IL2Rgnull) mice which are widely used in the scientific community, but show poor human myeloid cell reconstitution. Since this immune cell compartment plays a decisive role in the defense of the human immune system against S. aureus, we asked whether next-generation humanized mice, like NSG-SGM3 (NOD-scid IL2Rgnull-3/GM/SF) with improved myeloid reconstitution, would prove to be more resistant to infection. To our surprise, we found the contrary when we infected humanized NSG-SGM3 (huSGM3) mice with S. aureus: although they had stronger human immune cell engraftment than humanized NSG mice, particularly in the myeloid compartment, they displayed even more pronounced vulnerability to S. aureus infection. HuSGM3 mice had overall higher numbers of human T cells, B cells, neutrophils and monocytes in the blood and the spleen. This was accompanied by elevated levels of pro-inflammatory human cytokines in the blood of huSGM3 mice. We further identified that the impaired survival of huSGM3 mice was not linked to higher bacterial burden nor to differences in the murine immune cell repertoire. Conversely, we could demonstrate a correlation of the rate of humanization and the severity of infection. Collectively, this study suggests a detrimental effect of the human immune system in humanized mice upon encounter with S. aureus which might help to guide future therapy approaches and analysis of virulence mechanisms.}, language = {en} } @article{HungDreherDiessneretal.2022, author = {Hung, Sophia and Dreher, Liane and Diessner, Joachim and Schwarz, Stefan and Ohlsen, Knut and Hertlein, Tobias}, title = {MRSA infection in the thigh muscle leads to systemic disease, strong inflammation, and loss of human monocytes in humanized mice}, series = {Frontiers in Immunology}, volume = {13}, journal = {Frontiers in Immunology}, issn = {1664-3224}, doi = {10.3389/fimmu.2022.892053}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-278050}, year = {2022}, abstract = {MRSA (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus) is the second-leading cause of deaths by antibiotic-resistant bacteria globally, with more than 100,000 attributable deaths annually. Despite the high urgency to develop a vaccine to control this pathogen, all clinical trials with pre-clinically effective candidates failed so far. The recent development of "humanized" mice might help to edge the pre-clinical evaluation closer to the clinical situation and thus close this gap. We infected humanized NSG mice (huNSG: (NOD)-scid IL2R\(_γ\)\(^{null}\) mice engrafted with human CD34+ hematopoietic stem cells) locally with S. aureus USA300 LAC* lux into the thigh muscle in order to investigate the human immune response to acute and chronic infection. These mice proved not only to be more susceptible to MRSA infection than wild-type or "murinized" mice, but displayed furthermore inferior survival and signs of systemic infection in an otherwise localized infection model. The rate of humanization correlated directly with the severity of disease and survival of the mice. Human and murine cytokine levels in blood and at the primary site of infection were strongly elevated in huNSG mice compared to all control groups. And importantly, differences in human and murine immune cell lineages surfaced during the infection, with human monocyte and B cell numbers in blood and bone marrow being significantly reduced at the later time point of infection. Murine monocytes in contrast behaved conversely by increasing cell numbers. This study demonstrates significant differences in the in vivo behavior of human and murine cells towards S. aureus infection, which might help to sharpen the translational potential of pre-clinical models for future therapeutic approaches.}, language = {en} } @article{HughesMuellerHackeretal.1982, author = {Hughes, Colin and M{\"u}ller, Dorothee and Hacker, J{\"o}rg and Goebel, Werner}, title = {Genetics and pathogenic role of Escherichia coli hemolysin}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-40082}, year = {1982}, abstract = {While clear evidence exists for the direct involvement of cytolysins in the pathogenesis of Gram-positive bacteria, the significance of Gram-negative haemolysins remains unclear. This paper presents briefly data indicating a role for haemolysin production in infections caused by Escherichia coli and also experiments which have allowed an analysis of the molecular basis of the haemolysis among pathogenic and non-pathogenic strains of this species.}, language = {en} } @article{HughesHackerRobertsetal.1983, author = {Hughes, C. and Hacker, J{\"o}rg and Roberts, A. and Goebel, W}, title = {Hemolysin production as a virulence marker in symptomatic and asymptomatic urinary tract infections caused by Escherichia coli}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59346}, year = {1983}, abstract = {Potential virulence, as defined by combined Ievels of adhesion to urinary epithelial cells, serum resistance, and mouse toxicity, was assessed for Escherichia coli strains causing symptomatic and asymptomatic urinary tract infections in relation to the carriage of hemolysin and other suspected virulence determinants. Hemolysin production (Hly), associated with certain 0 (04, 06, 018, and 075), K (5), and hemagglutination (VI and VII) antigenic types but not colicin V production (Cva), was evident in 83 and 60\% ofisolates in groups possessing high potential virulence andin only 11 and 6\% of those with low virulence. Strains of particular 0-types were not more virulent per se, but among the serotypes, specific combinations of virulence factors appeared decisive, e.g., 018 HAVI B/D/G Hly+ K5+t- and 018 HAIIIIIVBN Hly- Cva +t- Kl +t- strains were, respectively, of high and low potential virulence. Isolates with high potential virulence were found to a similar extent in symptomatic and asymptomatic infections.}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @article{HughesHackerDueveletal.1987, author = {Hughes, C. and Hacker, J{\"o}rg and D{\"u}vel, H. and Goebel, W}, title = {Chromosomal deletions and rearrangements cause coordinate loss of hemolysis, fimbriation and serum resistance in an uropathogenic strain of Escherichia coli}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59470}, year = {1987}, abstract = {No abstract available}, subject = {Infektionsbiologie}, language = {en} } @phdthesis{Hufnagel2007, author = {Hufnagel, Katja}, title = {Bakterielle Adh{\"a}renz an Kryoschnitten humaner Darmbiopsien - Screening von Kohlehydraten auf antibakterielle Wirkung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25163}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2007}, abstract = {Ziel dieser Arbeit war es, eine Reihe von 17 ausgew{\"a}hlten Kohlehydraten auf deren F{\"a}higkeit zu bewerten, die Adh{\"a}renz humanpathogener Enteritis-/Di{\"a}rrhoe-Erreger zu reduzieren oder g{\"a}nzlich zu verhindern. Gestestet wurde die Adh{\"a}renz an Kryoschnitten humaner Darmbiopsien. Hierbei wurde die bakterielle Adh{\"a}sion ohne Zusatz der Kohlehydrate bestimmt und als Vergleichswert gegen{\"u}ber dem Ansatz mit Zusatz der Kohlehydrate herangezogen. Dabei kamen St{\"a}mme folgender Spezies zum Einsatz: entero-aggregative E. coli, entero-h{\"a}morrhagische E. coli, entero-pathogene E. coli, entero-toxigene E. coli, Salmonella enterica Serovar Typhimurium und Shigella flexneri. Als Positiv-Kontrolle wurde Citrobacter freundii verwendet.}, subject = {Kohlenhydrate}, language = {de} } @phdthesis{Homburg2007, author = {Homburg, Stefan}, title = {Untersuchungen zur Molekularbiologie von Escherichia coli-Wildst{\"a}mmen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22884}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2007}, abstract = {Eine eindeutige Unterscheidung zwischen extraintestinal pathogenen (ExPEC) und kommensalen E. coli-St{\"a}mmen zu treffen, f{\"a}llt h{\"a}ufig schwer, da Virulenz-assoziierte Faktoren von ExPEC auch in kommensalen St{\"a}mmen gefunden werden k{\"o}nnen. Als naher Verwandter des uropathogenen Isolates E. coli CFT073 weist der apathogene, kommensale Stamm E. coli Nissle 1917 (O6:K5:H1) die Expression einer Vielzahl solcher „ExPEC-Virulenzfaktoren" auf. Dazu geh{\"o}ren verschiedene Fimbrien, Siderophore und Proteine, die an der Biofilmbildung beteiligt sind. Der Vergleich des Stammes mit ExPEC-Isolaten l{\"a}sst daher R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die Funktion dieser Faktoren im jeweiligen {\"o}kologischen Kontext zu. E. coli Nissle 1917 bildet den sog. rdar-Morphotyp aus, eine multizellul{\"a}re Struktur, die auf der Koexpression von Zellulose und Curli-Fimbrien beruht. Dieser findet sich bei vielen E. coli und Salmonella-Spezies, tritt aber in der Regel nur bei Temperaturen unterhalb 30 °C auf. E. coli Nissle 1917 hingegen weist diesen Ph{\"a}notyp auch bei 37 °C auf, was vermutlich die Kolonisierungsf{\"a}higkeit gegen{\"u}ber anderen kommensalen E. coli erh{\"o}ht. Hier konnte demonstriert werden, dass die Expression des rdar-Morphotyps bei E. coli Nissle 1917 unabh{\"a}ngig von den bisher beschriebenen Regulatoren CsgD und YaiC ist. Mittels Mutagenese mit dem Transposon miniTn5 wurde nach rdar-negativen Klonen gesucht mit dem Ziel, einen m{\"o}glichen {\"u}bergeordneten Regulator dieses Ph{\"a}notyps zu identifizieren. Bei dieser Untersuchung wurden einige Gene ermittelt, die bislang nicht daf{\"u}r bekannt waren, die Expression von Zellulose oder Curli-Fimbrien zu beeinflussen. W{\"a}hrend die Funktion vieler der ermittelten ORFs unbekannt war, hatte vor allem die Inaktivierung von Genen, die an der Biosynthese von Oberfl{\"a}chenstrukturen (Fimbrien, Kapsel, Colans{\"a}ure, LPS) einen ver{\"a}nderten Ph{\"a}notyp zur Folge. Allerdings konnte in den wenigsten F{\"a}llen ein Zusammenhang zu Curli- oder Zellulosesynthese hergestellt werden. Es zeigte sich, dass die Regulation des rdar-Morphotyps offenbar komplexer und von mehr Faktoren zumindest indirekt abh{\"a}ngig ist, als bislang beschrieben. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde eine 55 kb große genomische Insel untersucht, die im asnW-tRNA-Lokus inseriert ist und die Proteine f{\"u}r die Synthese eines hybriden nichtribosomalen Peptid-Polyketids kodiert. Die Insel konnte mittels PCR in extraintestinal pathogenen sowie kommensalen Isolaten der phylogenetischen Gruppe B2 nachgewiesen werden, darunter die St{\"a}mme E. coli Nissle 1917, IHE3034, CFT073 und J96. Eine Kokultivierung von HeLa-Zellen mit diesen Bakterien hatte eine Blockierung des Zellzyklus und Megalozytose (zytopathischer Effekt) zur Folge. Die Deletion der asnW-Insel f{\"u}hrte zur Aufhebung des zytopathischen Ph{\"a}notyps, der durch Einbringen des Genclusters auf einem BAC-Vektor wieder hergestellt werden konnte. Der zytopathische Effekt konnte nur nach direktem Kontakt der Bakterien mit HeLa-Zellen beobachtet werden und war weder durch Bakterienlysate, abget{\"o}tete Bakterien oder Kultur{\"u}berst{\"a}nde zu erzielen. Das PKS/NRPS-Gencluster umfasst 18 ORFs (clbA bis clbR), von denen 17 an der Synthese der aktiven Komponente beteiligt sind. Die Anzahl der Genprodukte und die Abfolge der putativen Dom{\"a}nen unterscheidet sich dabei von allen bislang beschriebenen PKS/NRPSSystemen. Untersuchungen zur Transkription ergaben drei monocistronisch und vier teilweise sehr große (bis 23 kb) polycistronisch transkribierte Einheiten aus bis zu sechs ORFs. Zudem konnte eine konstitutive Transkription aller ORFs festgestellt werden, wenngleich in unterschiedlicher St{\"a}rke. Nach Kontakt mit HeLa-Zellen wurde keine erh{\"o}hte Transkription oder Promotoraktivit{\"a}t einzelner ORFs festgestellt. Daher scheint die Kontaktabh{\"a}ngigkeit des zytopathischen Effekts nicht auf einer durch HeLa-Zellen hervorgerufenen Induktion der PKS/NRPS-Expression zu beruhen. Die Kontaktabh{\"a}ngigkeit konnte durch die Induktion bzw. {\"U}berexpression einer PKS/NRPS (clbB), den putativen Schl{\"u}sselenzymen Thioesterase (clbQ) und Phosphopantetheinyl-Transferase (clbA) oder dem m{\"o}glichen Regulator clbR nicht {\"u}berwunden werden. Mittels Luziferase-Reportergenfusionen konnte ein Einfluss unterschiedlicher Medien und Kulturbedingungen auf die Promotoraktivit{\"a}t einzelner Gene festgestellt werden. Dies wurde auf den Einfluss des BarA/UvrY- Zweikomponentensystems zur{\"u}ckgef{\"u}hrt, welches {\"u}ber CsrA/CsrBC den Kohlenstoff-Metabolismus von E. coli post-transkriptional reguliert. Die nat{\"u}rliche uvrY-Deletionsmutante UPEC 536 wies trotz des Besitzes des kompletten PKS/NRPS-Genclusters keinen zytopathischen Effekt auf. Dieser konnte jedoch durch Komplementation mit uvrY wieder hergestellt werden. Dies ist der erste Hinweis f{\"u}r einen außerhalb der asnW-Insel liegenden Regulationsmechanismus der PK/NRP-Synthese. Die Funktion des Peptid-Polyketids in vivo bleibt weiterhin unklar und k{\"o}nnte sowohl Fitness als auch Virulenz von E. coli beeinflussen.}, subject = {Escherichia coli}, language = {de} } @article{HombergerHaywardBarquistetal.2023, author = {Homberger, Christina and Hayward, Regan J. and Barquist, Lars and Vogel, J{\"o}rg}, title = {Improved bacterial single-cell RNA-seq through automated MATQ-seq and Cas9-based removal of rRNA reads}, series = {mBio}, volume = {14}, journal = {mBio}, number = {2}, doi = {10.1128/mbio.03557-22}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-350059}, year = {2023}, abstract = {Bulk RNA sequencing technologies have provided invaluable insights into host and bacterial gene expression and associated regulatory networks. Nevertheless, the majority of these approaches report average expression across cell populations, hiding the true underlying expression patterns that are often heterogeneous in nature. Due to technical advances, single-cell transcriptomics in bacteria has recently become reality, allowing exploration of these heterogeneous populations, which are often the result of environmental changes and stressors. In this work, we have improved our previously published bacterial single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) protocol that is based on multiple annealing and deoxycytidine (dC) tailing-based quantitative scRNA-seq (MATQ-seq), achieving a higher throughput through the integration of automation. We also selected a more efficient reverse transcriptase, which led to reduced cell loss and higher workflow robustness. Moreover, we successfully implemented a Cas9-based rRNA depletion protocol into the MATQ-seq workflow. Applying our improved protocol on a large set of single Salmonella cells sampled over different growth conditions revealed improved gene coverage and a higher gene detection limit compared to our original protocol and allowed us to detect the expression of small regulatory RNAs, such as GcvB or CsrB at a single-cell level. In addition, we confirmed previously described phenotypic heterogeneity in Salmonella in regard to expression of pathogenicity-associated genes. Overall, the low percentage of cell loss and high gene detection limit makes the improved MATQ-seq protocol particularly well suited for studies with limited input material, such as analysis of small bacterial populations in host niches or intracellular bacteria. IMPORTANCE: Gene expression heterogeneity among isogenic bacteria is linked to clinically relevant scenarios, like biofilm formation and antibiotic tolerance. The recent development of bacterial single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) enables the study of cell-to-cell variability in bacterial populations and the mechanisms underlying these phenomena. Here, we report a scRNA-seq workflow based on MATQ-seq with increased robustness, reduced cell loss, and improved transcript capture rate and gene coverage. Use of a more efficient reverse transcriptase and the integration of an rRNA depletion step, which can be adapted to other bacterial single-cell workflows, was instrumental for these improvements. Applying the protocol to the foodborne pathogen Salmonella, we confirmed transcriptional heterogeneity across and within different growth phases and demonstrated that our workflow captures small regulatory RNAs at a single-cell level. Due to low cell loss and high transcript capture rates, this protocol is uniquely suited for experimental settings in which the starting material is limited, such as infected tissues.}, language = {en} } @article{HombergerBarquistVogel2022, author = {Homberger, Christina and Barquist, Lars and Vogel, J{\"o}rg}, title = {Ushering in a new era of single-cell transcriptomics in bacteria}, series = {microLife}, volume = {3}, journal = {microLife}, doi = {10.1093/femsml/uqac020}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-313292}, year = {2022}, abstract = {Transcriptome analysis of individual cells by single-cell RNA-seq (scRNA-seq) has become routine for eukaryotic tissues, even being applied to whole multicellular organisms. In contrast, developing methods to read the transcriptome of single bacterial cells has proven more challenging, despite a general perception of bacteria as much simpler than eukaryotes. Bacterial cells are harder to lyse, their RNA content is about two orders of magnitude lower than that of eukaryotic cells, and bacterial mRNAs are less stable than their eukaryotic counterparts. Most importantly, bacterial transcripts lack functional poly(A) tails, precluding simple adaptation of popular standard eukaryotic scRNA-seq protocols that come with the double advantage of specific mRNA amplification and concomitant depletion of rRNA. However, thanks to very recent breakthroughs in methodology, bacterial scRNA-seq is now feasible. This short review will discuss recently published bacterial scRNA-seq approaches (MATQ-seq, microSPLiT, and PETRI-seq) and a spatial transcriptomics approach based on multiplexed in situ hybridization (par-seqFISH). Together, these novel approaches will not only enable a new understanding of cell-to-cell variation in bacterial gene expression, they also promise a new microbiology by enabling high-resolution profiling of gene activity in complex microbial consortia such as the microbiome or pathogens as they invade, replicate, and persist in host tissue.}, language = {en} } @article{HofmannWeibelSzalay2014, author = {Hofmann, Elisabeth and Weibel, Stephanie and Szalay, Aladar A.}, title = {Combination treatment with oncolytic Vaccinia virus and cyclophosphamide results in synergistic antitumor effects in human lung adenocarcinoma bearing mice}, doi = {10.1186/1479-5876-12-197}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-110168}, year = {2014}, abstract = {Background The capacity of the recombinant Vaccinia virus GLV-1h68 as a single agent to efficiently treat different human or canine cancers has been shown in several preclinical studies. Currently, its human safety and efficacy are investigated in phase I/II clinical trials. In this study we set out to evaluate the oncolytic activity of GLV-1h68 in the human lung adenocarcinoma cell line PC14PE6-RFP in cell cultures and analyzed the antitumor potency of a combined treatment strategy consisting of GLV-1h68 and cyclophosphamide (CPA) in a mouse model of PC14PE6-RFP lung adenocarcinoma. Methods PC14PE6-RFP cells were treated in cell culture with GLV-1h68. Viral replication and cell survival were determined by plaque assays and 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assays, respectively. Subcutaneously implanted PC14PE6-RFP xenografts were treated by systemic injection of GLV-1h68, CPA or a combination of both. Tumor growth and viral biodistribution were monitored and immune-related antigen profiling of tumor lysates was performed. Results GLV-1h68 efficiently infected, replicated in and lysed human PC14PE6-RFP cells in cell cultures. PC14PE6-RFP tumors were efficiently colonized by GLV-1h68 leading to much delayed tumor growth in PC14PE6-RFP tumor-bearing nude mice. Combination treatment with GLV-1h68 and CPA significantly improved the antitumor efficacy of GLV-1h68 and led to an increased viral distribution within the tumors. Pro-inflammatory cytokines and chemokines were distinctly elevated in tumors of GLV-1h68-treated mice. Factors expressed by endothelial cells or present in the blood were decreased after combination treatment. A complete loss in the hemorrhagic phenotype of the PC14PE6-RFP tumors and a decrease in the number of blood vessels after combination treatment could be observed. Conclusions CPA and GLV-1h68 have synergistic antitumor effects on PC14PE6-RFP xenografts. We strongly suppose that in the PC14PE6-RFP model the enhanced tumor growth inhibition achieved by combining GLV-1h68 with CPA is due to an effect on the vasculature rather than an immunosuppressive action of CPA. These results provide evidence to support further preclinical studies of combining GLV-1h68 and CPA in other highly angiogenic tumor models. Moreover, data presented here demonstrate that CPA can be combined successfully with GLV-1h68 based oncolytic virus therapy and therefore might be promising as combination therapy in human clinical trials.}, language = {en} } @phdthesis{HoffmannWolz2007, author = {Hoffmann-Wolz, Alexander}, title = {Molekularbiologische Untersuchungen von Escherichia-coli-Stuhl- und Urin-Isolaten von Patientinnen mit chronisch-rezidivierenden Harnwegsinfektionen hinsichtlich ihrer Persistenz und Genomstruktur}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27338}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2007}, abstract = {Harnwegsinfektionen (HWI) geh{\"o}ren zu den h{\"a}ufigsten bakteriell bedingten Erkrankungen; vor allem Frauen sind sehr h{\"a}ufig betroffen. Harnwegsinfektionen kommt große medizinische und volkswirtschaftliche Bedeutung zu. Bei akuten unkomplizierten Infekten ist allein Escherichia coli in {\"u}ber 70 \% der F{\"a}lle die Ursache. Auch bei komplizierten chronischen Infektionen spielt Escherichia coli in {\"u}ber 40 \% aller F{\"a}lle eine große Rolle. E. coli St{\"a}mme, die die Nieren und ableitenden Harnwege inklusive Harnblase infizieren, werden als uropathogene E. coli (UPEC) bezeichnet. Sie unterscheiden sich von anderen, apathogenen E. coli St{\"a}mmen dadurch, daß sie bestimmte Virulenzfaktoren (VF) und Fitnessfaktoren besitzen, die ihnen besondere Virulenz verleihen. Solche Virulenzfaktoren sind vor allem Kapseln, Adh{\"a}sine, Toxine und Eisenaufnahmesysteme. In dieser Arbeit wurden Stuhl- und Urinproben von acht Patientinnen untersucht, die in der nephrologischen Abteilung der Universit{\"a}tsklinik Jena betreut wurden und alle an chronisch rezidivierenden Harnwegsinfektionen leiden. Die gewonnenen Isolate wurden mittels Multiplex-PCR auf Virulenzfaktoren getestet, die f{\"u}r UPEC typisch sind. Des Weiteren wurden mit Hilfe der „Repetitive Extragenic Palindromic" (Rep)-PCR und den Ergebnissen aus der Multiplex-PCR-Analyse Klone definiert. Ausgew{\"a}hlte Isolate wurden mittels Pulsfeldgelelektrophorese (PFGE) untersucht. Die Rep-PCR- und PFGE-Ergebnisse aus vorangegangenen Arbeiten (L. Brauchle, 2002 und M. Maibaum, 2003) wurden in diese Arbeit mit integriert und nomenklatorisch angeglichen. Die 167 Stuhl- und 186 Urinisolate dieser Arbeit konnten 81 Stuhl- und 64 Urinklonen zugeordnet werden. In der vorliegenden Studie scheinen die H{\"a}ufigkeiten UPEC-typischer Virulenzfaktoren nach l{\"a}ngerer chronischer Harnwegsinfektion wieder etwas anzusteigen. Insbesondere aber nahmen die H{\"a}ufigkeiten der Virulenzfaktoren innerhalb der Stuhlst{\"a}mme zu und entsprachen oftmals nahezu den H{\"a}ufigkeiten bei Urinst{\"a}mmen. Kapselgene, die bei Urinst{\"a}mmen deutlich h{\"a}ufiger gefunden wurden, scheinen bei Chronizit{\"a}t eine Rolle zu spielen. Auch innerhalb der Urinklone h{\"a}ufiger zu finden waren die f{\"u}r H{\"a}molysin, P-Fimbrien, S- bzw. F1C-Fimbrien codierenden Gencluster. Als Erregerreservoir scheint auch bei chronischen Harnwegsinfektionen der Darm festzustehen. Im Gesamtstudienzeitraum von 38 Monaten (1997-2000) koexistierten 18 St{\"a}mme in Stuhl und Urin gleichzeitig. Zehn dieser Koexistenzen wurden nochmals zu anderen Zeitpunkten gefunden (Persistenzen). {\"U}ber den Vergleich der PFGE-Muster von Stuhl- und Urinklonen konnten bei Probandin Pat. 2 (HF) Klone mit dem PFGE-Muster IV und XV identifiziert werden, deren Bandenmuster sich so {\"a}hnlich sind (nur ein einziger Bandenshift), daß hier vermutlich eine DNA-Umlagerung stattgefunden hat. Innerhalb von 51 Untersuchungsterminen konnte lediglich vier Mal eine akute Exazerbation erfaßt werden. Tendenziell l{\"a}ßt sich {\"u}ber den gesamten Studienzeitraum ein R{\"u}ckgang an erneuten Ausbr{\"u}chen bei {\"a}hnlicher Verteilung des Virulenzfaktorspektrums in den gefundenen Stuhl- und Urinst{\"a}mmen beobachten. Eine prophylaktische Gabe von L-Methionin (Acimethin®) verminderte die H{\"a}ufigkeit der untersuchten Virulenzfaktoren innerhalb der Stuhlst{\"a}mme, kann aber bei chronischen Harnwegsinfektionen eine Exazerbation nicht sicher verhindern, m{\"o}glicherweise jedoch deren Anzahl verringern.}, subject = {Escherichia coli}, language = {de} } @article{HofEmmerlingHackeretal.1982, author = {Hof, H. and Emmerling, P. and Hacker, J{\"o}rg and Hughes, C.}, title = {The role of macrophages in primary and secondary infection of mice with Salmonella typhimurium}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-40248}, year = {1982}, abstract = {Elimination of macrophages with high-molecular dextran sulphate (OS) markedly impairs resistance of mice to primary infection with smooth, virulent strains of Salmonella typhimurium, whereas stimulation of this system by killed Bordetella pertussis organisms increases resistance. In infection with rough, avirulent strains of S. iyphimurium the elimination of macro phages was not followed by an essential loss of resistance, and it appears that other non-specific defence mechanisms, for example the complement system, may have compensated for the lack of macrophages. Macrophages, therefore, play an important role in defence during primary infection with virulent strains. In immunity to challenge infection with S. typhimurium, macrophages play an even more significant role. Treatment with OS completely removes immunity, and both humoral and cell-mediated immune mechanisms seem to require the participation of macrophages.}, language = {en} } @article{HofChristenHacker1986, author = {Hof, H. and Christen, A. and Hacker, J{\"o}rg}, title = {Comparative therapeutic activities of Ciprofloxacin, Amoxicillin, Ceftriaxone and Cotrimoxazole in a new model of experimental infection with Escherichia coli}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-40313}, year = {1986}, abstract = {A new mouse model for systemic infection with Escherichia coli is presented. Whereas in other models 107_108 bacteria have to be injected into an animal to induce toxic effects resulting in death within 24 hours, now, only 103_104 bacteria of an appropriate strain are required to produce a genuine infection characterized by an increase in the bacterial load over several days. The quantitative determination of bacterial counts per liver allows a more sensitive measurement than recording death rates. Furthermore, few animals are required for a definite result in contrast to the LDso determination of other models. The salient point regarding this new model is that conditioning of animals has to be achieved by incorporating the inoculum into agar which is injected subcutaneously. The resulting infection is completely dependent on the E. colicondistrain used. Whereas a hemolytic, uropathogenic strain is so virulent that an overwhelming infection develops within 48 hours after the injection of 103 bacterial cells, a non-hemolytic variant of this strain is completely avirulent, being unable to multiply in spite of the potentiating agar. The hemolytic E. coli strain ATCC 25922 is intermediate in virulence. The bacterial counts per liver increase steadily until death occurs five to seven days after the injection of 104 bacteria. This bacterial infection can be therapeutically influenced by daily treatment with various drugs. Ciprofloxacin, ceftriaxone and co-trimoxazole are able to cure the infection, whereas amoxicillin given orally is only moderately active against this ATCC strain, which is relatively resistant to amoxicillin.}, language = {en} } @article{HillStritzkerScadengetal.2011, author = {Hill, Philip J. and Stritzker, Jochen and Scadeng, Miriam and Geissinger, Ulrike and Haddad, Daniel and Basse-L{\"u}sebrink, Thomas C. and Gbureck, Uwe and Jakob, Peter and Szalay, Aladar A.}, title = {Magnetic Resonance Imaging of Tumors Colonized with Bacterial Ferritin-Expressing \(Escherichia\) \(coli\)}, series = {PLoS ONE}, volume = {6}, journal = {PLoS ONE}, number = {10}, doi = {10.1371/journal.pone.0025409}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-140920}, pages = {e25409}, year = {2011}, abstract = {Background: Recent studies have shown that human ferritin can be used as a reporter of gene expression for magnetic resonance imaging (MRI). Bacteria also encode three classes of ferritin-type molecules with iron accumulation properties. Methods and Findings: Here, we investigated whether these bacterial ferritins can also be used as MRI reporter genes and which of the bacterial ferritins is the most suitable reporter. Bacterial ferritins were overexpressed in probiotic E. coli Nissle 1917. Cultures of these bacteria were analyzed and those generating highest MRI contrast were further investigated in tumor bearing mice. Among members of three classes of bacterial ferritin tested, bacterioferritin showed the most promise as a reporter gene. Although all three proteins accumulated similar amounts of iron when overexpressed individually, bacterioferritin showed the highest contrast change. By site-directed mutagenesis we also show that the heme iron, a unique part of the bacterioferritin molecule, is not critical for MRI contrast change. Tumor-specific induction of bacterioferritin-expression in colonized tumors resulted in contrast changes within the bacteria-colonized tumors. Conclusions: Our data suggest that colonization and gene expression by live vectors expressing bacterioferritin can be monitored by MRI due to contrast changes.}, language = {en} } @article{HickeySridharWestermannetal.2012, author = {Hickey, Scott F. and Sridhar, Malathy and Westermann, Alexander J. and Qin, Qian and Vijayendra, Pooja and Liou, Geoffrey and Hammond, Ming C.}, title = {Transgene regulation in plants by alternative splicing of a suicide exon}, series = {Nucleic Acids Research}, volume = {40}, journal = {Nucleic Acids Research}, number = {10}, doi = {10.1093/nar/gks032}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-134724}, pages = {4701-4710}, year = {2012}, abstract = {Compared to transcriptional activation, other mechanisms of gene regulation have not been widely exploited for the control of transgenes. One barrier to the general use and application of alternative splicing is that splicing-regulated transgenes have not been shown to be reliably and simply designed. Here, we demonstrate that a cassette bearing a suicide exon can be inserted into a variety of open reading frames (ORFs), generating transgenes whose expression is activated by exon skipping in response to a specific protein inducer. The surprisingly minimal sequence requirements for the maintenance of splicing fidelity and regulation indicate that this splicing cassette can be used to regulate any ORF containing one of the amino acids Glu, Gln or Lys. Furthermore, a single copy of the splicing cassette was optimized by rational design to confer robust gene activation with no background expression in plants. Thus, conditional splicing has the potential to be generally useful for transgene regulation.}, language = {en} } @phdthesis{Hess2003, author = {Hess, Petra}, title = {Genetische und molekularbiologische Analyse von fim Determinanten bei Citrobacter freundii und Escherichia coli}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7635}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {Citrobacter freundii sind Gram-negative, bewegliche, st{\"a}bchenf{\"o}rmige Bakterien aus der Familie der Enterobacteriaceae. Als opportunistischer Erreger kann C. freundii beispielsweise Harnwegsinfektionen und Neugeborenen-Meningitis verursachen. Die Internalisierung von C. freundii 3009 in das Endosom von Harnblasenepithelzellen (T24) erfolgt in vitro {\"u}ber einen ausschließlich Mikrotubuli-abh{\"a}ngigen Mechanismus. Als genetische Grundlage der Invasionskompetenz von C. freundii 3009 wurde in Vorarbeiten eine im Chromosom lokalisierte Invasionsdeterminante identifiziert, die eine hohe Identit{\"a}t zum Typ 1 Fimbrien Gencluster (fim) von Salmonella enterica serovar Typhimurium aufweist. Diese in Plasmid pTO3 klonierte Invasionsdeterminante vermittelt nicht-invasiven E. coli K12 St{\"a}mmen Invasivit{\"a}t. Im Gegensatz dazu sind rekombinante E. coli K12 Klone, die das fim Operon aus S. enterica serovar Typhimurium bzw. E. coli oder andere E. coli Adh{\"a}sindeterminanten tragen, nicht invasiv. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die f{\"u}r die Invasionsf{\"a}higkeit von C. freundii 3009 essentiellen Gene der klonierten Invasionsdeterminante ermittelt. Dies geschah zum einen durch Subklonierung von Teilen des Plasmids pTO3. In anschließenden Invasionsassays wurden die entsprechenden E. coli K12 Klone hinsichtlich ihrer F{\"a}higkeit zur Invasion untersucht. Die Internalisierung des Wildtyps C. freundii 3009 sowie der invasiven rekombinanten E. coli K12 St{\"a}mme konnte nicht nur, wie erwartet, mittels Mannose, sondern auch mittels Chitinhydrolysat [(GlcNAc)n] inhibiert werden. Zum anderen wurden C. freundii Wildtypmutanten konstruiert, in denen der zentrale Teil der Invasionsdeterminante deletiert ist. Diese chromosomalen Deletionsmutanten weisen im Vergleich zum Wildtyp 3009 eine deutlich reduzierte Invasionsrate in die humane Harnblasenepithelzellinie T24 auf. F{\"u}r die Komplementante wurde die Wiederherstellung des invasiven Ph{\"a}notyps demonstriert. Dar{\"u}ber hinaus ist bekannt, dass C. freundii 3009 in humane mikrovaskul{\"a}re Endothelzellen aus dem Gehirn (HBMEC) eindringen und dort replizieren kann. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass sowohl C. freundii 3009 als auch der, die fimCf Determinante tragende, rekombinante E. coli Stamm HB101pPH1 in der Lage sind, im Tiermodell mit neugeborenen Ratten die Blut-Hirn-Schranke zu {\"u}berwinden. Neben der Analyse der Funktion der klonierten C. freundii 3009 fim Determinante in Invasionsassays und mittels Mannose-sensitiver Hefeagglutination, wurden die Genprodukte selbst ebenfalls nachgewiesen. Durch radioaktive Markierung der f{\"u}r die Invasivit{\"a}t essentiellen Proteine nach induzierter Transkription in einem T7 Phagenexpressionssystem konnten die Molekulargewichte von FimCfA, FimCfD, FimCfF und FimCfH ermittelt werden. Diese stimmen mit den von der DNA Sequenz abgeleiteten Molekulargewichten gut {\"u}berein. Sowohl mit C. freundii 3009 als auch mit entsprechenden rekombinanten E. coli K12 St{\"a}mmen gelang es in Westernblots, das Adh{\"a}sin FimCfH an der Bakterienoberfl{\"a}che nachzuweisen. Dies konnte auch f{\"u}r FimCfF in denselben rekombinanten E. coli K12 St{\"a}mmen gezeigt werden. Allerdings scheinen die FimCf Proteine nicht zu einem Pilus assembliert zu werden, da in elektronenmikroskopischen Untersuchungen von C. freundii 3009 oder die fimCf Determinante tragenden E. coli K12 St{\"a}mmen niemals Fimbrien beobachtet werden konnten. Da auch bestimmte Typ 1 Fimbrien Varianten aus E. coli {\"u}ber das Adh{\"a}sin FimEcH die Internalisierung der Bakterien in Blasenepithelzellen zu induzieren verm{\"o}gen, wurden die fimEc Gencluster aus den beiden human pathogenen E. coli St{\"a}mmen 536 (uropathogenes Isolat) und IHE3034 (Neugeborenen-Meningitis Isolat) kloniert. Zudem wurde die Invasionsf{\"a}higkeit des E. coli K1 Stamms IHE3034 und der fim negativen Insertionsmutante IHE3034-2 charakterisiert. Typ 1 Fimbrien werden als wichtige Virulenzfaktoren von uropathogenen E. coli (UPEC) angesehen. Trotzdem konnte eine Reihe von klinischen UPEC Isolaten identifiziert werden, die diesen Adh{\"a}sintyp nicht mehr exprimieren. Genetische Untersuchungen im Rahmen dieser Arbeit ergaben, dass in 11 Isolaten das fimEc Operon vollst{\"a}ndig aus dem Chromosom der Bakterien deletiert ist. In den {\"u}brigen 6 Isolaten ist noch ein Teil des 3´-Endes des Gens fimECH vorhanden. Außerdem ist in die Deletionsstelle dieser 6 Isolate ein IS1 Element von E. coli inseriert. In den {\"u}brigen uropathogenen Isolaten sind auch angrenzende DNA Bereiche von der Deletion betroffen. Abschließend kann festgestellt werden, dass eine fim {\"a}hnliche Determinante in C. freundii 3009 als Invasionssystem fungiert. Die Typ 1 Fimbrien der E. coli St{\"a}mme 536 und IHE3034 sind zwar notwendig, aber nicht hinreichend f{\"u}r die Invasivit{\"a}t. Obwohl Typ 1 Fimbrien als wichtige Virulenzfaktoren von uropathogenen E. coli gelten, ist dennoch in einer Reihe von klinischen UPEC Isolaten das fimEc Operon deletiert.}, subject = {Citrobacter freundii}, language = {de} } @article{HessStritzkerHaertletal.2011, author = {Hess, Michael and Stritzker, Jochen and H{\"a}rtl, Barbara and Sturm, Julia and Gentschev, Ivaylo and Szalay, Aladar}, title = {Bacterial glucuronidase as general marker for oncolytic virotherapy or other biological therapies}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69163}, year = {2011}, abstract = {Background: Oncolytic viral tumor therapy is an emerging field in the fight against cancer with rising numbers of clinical trials and the first clinically approved product (Adenovirus for the treatment of Head and Neck Cancer in China) in this field. Yet, until recently no general (bio)marker or reporter gene was described that could be used to evaluate successful tumor colonization and/or transgene expression in other biological therapies. Methods: Here, a bacterial glucuronidase (GusA) encoded by biological therapeutics (e.g. oncolytic viruses) was used as reporter system. Results: Using fluorogenic probes that were specifically activated by glucuronidase we could show 1) preferential activation in tumors, 2) rena l excretion of the activated fluorescent compounds and 3) reproducible detection of GusA in the serum of oncolytic vaccinia virus treated, tumor bearing mice in several tumor models. Time course studies revealed that reliable differentiation between tumor bearing and healthy mice can be done as early as 9 days post injection of the virus. Regarding the sensitivity of the newly developed assay system, we could show that a single infected tumor cell could be reliably detected in this assay. Conclusion: GusA therefore has the potential to be used as a general marker in the preclinical and clinical evaluation of (novel) biological therapies as well as being useful for the detection of rare cells such as circulating tumor cells}, subject = {Virologie}, language = {en} } @article{HertleinSturmKircheretal.2011, author = {Hertlein, Tobias and Sturm, Volker and Kircher, Stefan and Basse-L{\"u}sebrink, Thomas and Haddad, Daniel and Ohlsen, Knut and Jakob, Peter}, title = {Visualization of Abscess Formation in a Murine Thigh Infection Model of \(Staphylococcus\) \(aureus\) by (19)F-Magnetic Resonance Imaging (MRI)}, series = {PLoS ONE}, volume = {6}, journal = {PLoS ONE}, number = {3}, doi = {10.1371/journal.pone.0018246}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-142846}, pages = {e18246}, year = {2011}, abstract = {Background: During the last years, (19)F-MRI and perfluorocarbon nanoemulsion (PFC) emerged as a powerful contrast agent methodology to track cells and to visualize inflammation. We applied this new modality to visualize deep tissue abscesses during acute and chronic phase of inflammation caused by Staphylococcus aureus infection. Methodology and Principal Findings: In this study, a murine thigh infection model was used to induce abscess formation and PFC or CLIO (cross linked ironoxides) was administered during acute or chronic phase of inflammation. 24 h after inoculation, the contrast agent accumulation was imaged at the site of infection by MRI. Measurements revealed a strong accumulation of PFC at the abscess rim at acute and chronic phase of infection. The pattern was similar to CLIO accumulation at chronic phase and formed a hollow sphere around the edema area. Histology revealed strong influx of neutrophils at the site of infection and to a smaller extend macrophages during acute phase and strong influx of macrophages at chronic phase of inflammation. Conclusion and Significance: We introduce (19)F-MRI in combination with PFC nanoemulsions as a new platform to visualize abscess formation in a murine thigh infection model of S. aureus. The possibility to track immune cells in vivo by this modality offers new opportunities to investigate host immune response, the efficacy of antibacterial therapies and the influence of virulence factors for pathogenesis.}, language = {en} } @article{HertleinSturmJakobetal.2013, author = {Hertlein, Tobias and Sturm, Volker and Jakob, Peter and Ohlsen, Knut}, title = {\(^{19}\)F Magnetic Resonance Imaging of Perfluorocarbons for the Evaluation of Response to Antibiotic Therapy in a Staphylococcus aureus Infection Model}, series = {PLoS ONE}, volume = {8}, journal = {PLoS ONE}, number = {5}, doi = {10.1371/journal.pone.0064440}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-130113}, pages = {e64440}, year = {2013}, abstract = {Background The emergence of antibiotic resistant bacteria in recent decades has highlighted the importance of developing new drugs to treat infections. However, in addition to the design of new drugs, the development of accurate preclinical testing methods is essential. In vivo imaging technologies such as bioluminescence imaging (BLI) or magnetic resonance imaging (MRI) are promising approaches. In a previous study, we showed the effectiveness of \(^{19}\)F MRI using perfluorocarbon (PFC) emulsions for detecting the site of Staphylococcus aureus infection. In the present follow-up study, we investigated the use of this method for in vivo visualization of the effects of antibiotic therapy. Methods/Principal findings Mice were infected with S. aureus Xen29 and treated with 0.9\% NaCl solution, vancomycin or linezolid. Mock treatment led to the highest bioluminescence values during infection followed by vancomycin treatment. Counting the number of colony-forming units (cfu) at 7 days post-infection (p.i.) showed the highest bacterial burden for the mock group and the lowest for the linezolid group. Administration of PFCs at day 2 p.i. led to the accumulation of \(^{19}\)F at the rim of the abscess in all mice (in the shape of a hollow sphere), and antibiotic treatment decreased the \(^{19}\)F signal intensity and volume. Linezolid showed the strongest effect. The BLI, cfu, and MRI results were comparable. Conclusions \(^{19}\)F-MRI with PFCs is an effective non-invasive method for assessing the effects of antibiotic therapy in vivo. This method does not depend on pathogen specific markers and can therefore be used to estimate the efficacy of antibacterial therapy against a broad range of clinically relevant pathogens, and to localize sites of infection.}, language = {en} } @article{HershkoShalevOdenheimerBergmanElgrablyWeissetal.2016, author = {Hershko-Shalev, Tal and Odenheimer-Bergman, Ahuva and Elgrably-Weiss, Maya and Ben-Zvi, Tamar and Govindarajan, Sutharsan and Seri, Hemda and Papenfort, Kai and Vogel, J{\"o}rg and Altuvia, Shoshy}, title = {Gifsy-1 Prophage IsrK with Dual Function as Small and Messenger RNA Modulates Vital Bacterial Machineries}, series = {PLoS Genetics}, volume = {12}, journal = {PLoS Genetics}, number = {4}, doi = {10.1371/journal.pgen.1005975}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-166717}, pages = {e1005975}, year = {2016}, abstract = {While an increasing number of conserved small regulatory RNAs (sRNAs) are known to function in general bacterial physiology, the roles and modes of action of sRNAs from horizontally acquired genomic regions remain little understood. The IsrK sRNA of Gifsy-1 prophage of Salmonella belongs to the latter class. This regulatory RNA exists in two isoforms. The first forms, when a portion of transcripts originating from isrK promoter reads-through the IsrK transcription-terminator producing a translationally inactive mRNA target. Acting in trans, the second isoform, short IsrK RNA, binds the inactive transcript rendering it translationally active. By switching on translation of the first isoform, short IsrK indirectly activates the production of AntQ, an antiterminator protein located upstream of isrK. Expression of antQ globally interferes with transcription termination resulting in bacterial growth arrest and ultimately cell death. Escherichia coli and Salmonella cells expressing AntQ display condensed chromatin morphology and localization of UvrD to the nucleoid. The toxic phenotype of AntQ can be rescued by co-expression of the transcription termination factor, Rho, or RNase H, which protects genomic DNA from breaks by resolving R-loops. We propose that AntQ causes conflicts between transcription and replication machineries and thus promotes DNA damage. The isrK locus represents a unique example of an island-encoded sRNA that exerts a highly complex regulatory mechanism to tune the expression of a toxic protein.}, language = {en} } @phdthesis{Hennig2006, author = {Hennig, Susanne}, title = {Modulation der Biofilmbildung in Staphylococcus epidermidis und funktionale Charakterisierung der IS256 Transposase}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20984}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2006}, abstract = {Staphylokokken, insbesondere Staphylococcus aureus sowie der Koagulase-negative Staphylococcus epidermidis, haben sich in den letzten Jahren als dominante Erreger nosokomialer Infektionen etabliert. Diese erstaunliche Anpassung an eine neue {\"o}kologische Nische beruht bei S. epidermidis vor allem auf drei Faktoren: (i) der F{\"a}higkeit, Biofilme auf abiotischen Oberfl{\"a}chen auszubilden, (ii) dem Erwerb multipler Antibiotikaresistenzen und (iii) einer hohen genotypischen Variabilit{\"a}t. Ein markantes Beispiel f{\"u}r genotypische Variabilit{\"a}t ist die Phasenvariation der Biofilmbildung durch Insertion und pr{\"a}zise Exzision der Insertionssequenz IS256 aus dem ica-Operon. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde der „OFF-ON" Mechanismus der Phasenvariation, die pr{\"a}zise Exzision von IS256, untersucht. Dabei wurde demonstriert, dass IS256 inklusive der 8 bp target site Duplikation in einem Transposase-unabh{\"a}ngigen Prozess vollst{\"a}ndig aus dem Chromosom entfernt wird, ohne chromosomale Umordnungen oder neue Insertionen. Pr{\"a}zise Exzision war hingegen abh{\"a}ngig von der Integrit{\"a}t der target site Duplikationen. Auch nach Insertion von IS256-Derivaten auf einem Plasmidsystem (spc::IS256) konnte pr{\"a}zise Exzision Transposase-unabh{\"a}ngig erfolgen. Die Wahrscheinlichkeit der Exzision f{\"u}r die vollst{\"a}ndige IS256-Sequenz betrug in diesem System ca. 1x10-11 pro Generation und Zelle. Ab einer Verk{\"u}rzung der Mikrohomologien zwischen den 8 bp target site Duplikationen auf 6 bp war pr{\"a}zise Exzision nicht mehr nachweisbar. Bei Verk{\"u}rzung der IS256-Sequenz auf ca. 160 bp (target site Duplikation und inverted repeats blieben intakt) wurde die Wahrscheinlichkeit der pr{\"a}zisen Exzision ca. dreifach erh{\"o}ht. Diese Beobachtungen unterst{\"u}tzen die Hypothese, dass diese Form der illegitimen Rekombination durch replicational slippage verursacht wird. Gleichzeitig weisen die Daten darauf hin, dass bei der Phasenvariation durch IS256 Insertions- und Exzisionsh{\"a}ufigkeit im Ungleichgewicht stehen. W{\"a}hrend der Durchf{\"u}hrung der Experimente zur pr{\"a}zisen Exzision aus icaC wurden nach mehrt{\"a}giger Passage h{\"a}ufig Varianten isoliert, die trotz noch vorhandener icaC::IS256 Insertion starke Biofilmbildner waren. Derartige biofilmpositive, PIA-negative Phasenvarianten wiesen im Atomic force Mikroskop einen anderen Ph{\"a}notyp als der Wildtyp auf. Anstelle von f{\"a}diger extrazellul{\"a}rer Substanz wie beim Wildtyp wurde verst{\"a}rkt eine polymorphe, aus globul{\"a}ren Untereinheiten bestehende Matrix produziert. Im Gegensatz zum Wildtyp, der in einem vorrangig polysaccharidbasierten Biofilm wuchs, wurde dieser alternative Biofilm durch Proteinkomponenten vermittelt. Die Regulation des proteinogenen Biofilms unterschied sich vom PIA-Biofilm. Zugabe von 4 \% NaCl inhibierte den proteinogenen Biofilm vollst{\"a}ndig, w{\"a}hrend es im Wildtyp die Biofilmbildung induzierte. Zusatz von 3 \% Ethanol im Medium bewirkte eine wesentlich st{\"a}rkere Induktion der Biofilmbildung als beim Wildtyp. Die Transkriptmenge des accumulation associated protein, aap, war in der Phasenvariante im Vergleich zum Wildtyp erh{\"o}ht. Dies spiegelte sich auch auf Proteinebene in einer erh{\"o}hten Expression von Aap wider. Die Daten zeigen, dass S. epidermidis {\"u}ber einen alternativen Mechanismus der Biofilmbildung verf{\"u}gt, der zu einer Modulation der IS256-bedingten Phasenvariation der Biofilmbildung f{\"u}hren kann. Im dritten Teil dieser Arbeit wurde die spezifische DNA-Bindung der IS256 Transposase in vitro n{\"a}her charakterisiert. Dazu wurde die IS256 Transposase heterolog {\"u}berexprimiert und mittels eines N-terminalen Calmodulin binding tag CBP)gereinigt. Im Electrophoretic Mobility Shift Assays (EMSA) band die CBP-Transposase spezifisch an IRL bzw. IRR DNA-Fragmente, zeigte jedoch eine leicht erh{\"o}hte Affinit{\"a}t zum IRR. Durch Atomic force Mikroskopie ließ sich die Bindung der CBP-Transposase an die inverted repeats innerhalb eines circle junction DNA-Fragments sowie unspezifische DNA-Endbindung nachweisen. Deletionen innerhalb der DNA-Sequenz des linken und rechten inverted repeats und anschließende EMSA-Experimente demonstrierten, dass die Transposase den inneren Bereich der inverted repeats erkennt und bindet. EMSA-Experimente mit verk{\"u}rzten Transposasederivaten wiesen darauf hin, dass sich das DNA-Bindungsmotiv in der N-terminalen Dom{\"a}ne der Transposase befindet. Die identifizierte Proteinregion (Aa100-130) umfasste zwei a-Helices, getrennt durch einen kurzen turn, mit typischen Charakteristika eines Helix-turn-helix Motivs. Durch Punktmutationen wurden sechs konservierte Aminos{\"a}uren in diesem Bereich ausgetauscht und der Effekt im EMSA {\"u}berpr{\"u}ft. Austausch von L103 und L127 gegen den Helixbrecher Prolin hatte keinen Effekt auf das Bindungsverhalten. Die Mutationen Y111A, G114W, T117A und R118A hingegen f{\"u}hrten zu einer stark abgeschw{\"a}chten Bindung bzw. zum Verlust des Bindungsverm{\"o}gens. Damit wurde erstmals die DNA-Bindungsdom{\"a}ne eines Elements der IS256-Familie n{\"a}her beschrieben.}, subject = {Staphylococcus epidermis}, language = {de} } @article{HennessenMiethkeZaburannyietal.2020, author = {Hennessen, Fabienne and Miethke, Marcus and Zaburannyi, Nestor and Loose, Maria and Lukežič, Tadeja and Bernecker, Steffen and H{\"u}ttel, Stephan and Jansen, Rolf and Schmiedel, Judith and Fritzenwanker, Moritz and Imirzalioglu, Can and Vogel, J{\"o}rg and Westermann, Alexander J. and Hesterkamp, Thomas and Stadler, Marc and Wagenlehner, Florian and Petković, Hrvoje and Herrmann, Jennifer and M{\"u}ller, Rolf}, title = {Amidochelocardin overcomes resistance mechanisms exerted on tetracyclines and natural chelocardin}, series = {Antibiotics}, volume = {9}, journal = {Antibiotics}, number = {9}, issn = {2079-6382}, doi = {10.3390/antibiotics9090619}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-213149}, year = {2020}, abstract = {The reassessment of known but neglected natural compounds is a vital strategy for providing novel lead structures urgently needed to overcome antimicrobial resistance. Scaffolds with resistance-breaking properties represent the most promising candidates for a successful translation into future therapeutics. Our study focuses on chelocardin, a member of the atypical tetracyclines, and its bioengineered derivative amidochelocardin, both showing broad-spectrum antibacterial activity within the ESKAPE (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, and Enterobacter species) panel. Further lead development of chelocardins requires extensive biological and chemical profiling to achieve favorable pharmaceutical properties and efficacy. This study shows that both molecules possess resistance-breaking properties enabling the escape from most common tetracycline resistance mechanisms. Further, we show that these compounds are potent candidates for treatment of urinary tract infections due to their in vitro activity against a large panel of multidrug-resistant uropathogenic clinical isolates. In addition, the mechanism of resistance to natural chelocardin was identified as relying on efflux processes, both in the chelocardin producer Amycolatopsis sulphurea and in the pathogen Klebsiella pneumoniae. Resistance development in Klebsiella led primarily to mutations in ramR, causing increased expression of the acrAB-tolC efflux pump. Most importantly, amidochelocardin overcomes this resistance mechanism, revealing not only the improved activity profile but also superior resistance-breaking properties of this novel antibacterial compound.}, language = {en} } @article{HeidrichBauriedlBarquistetal.2017, author = {Heidrich, Nadja and Bauriedl, Saskia and Barquist, Lars and Li, Lei and Schoen, Christoph and Vogel, J{\"o}rg}, title = {The primary transcriptome of Neisseria meningitidis and its interaction with the RNA chaperone Hfq}, series = {Nucleic Acids Research}, volume = {45}, journal = {Nucleic Acids Research}, number = {10}, doi = {10.1093/nar/gkx168}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-170828}, pages = {6147-6167}, year = {2017}, abstract = {Neisseria meningitidis is a human commensal that can also cause life-threatening meningitis and septicemia. Despite growing evidence for RNA-based regulation in meningococci, their transcriptome structure and output of regulatory small RNAs (sRNAs) are incompletely understood. Using dRNA-seq, we have mapped at single-nucleotide resolution the primary transcriptome of N. meningitidis strain 8013. Annotation of 1625 transcriptional start sites defines transcription units for most protein-coding genes but also reveals a paucity of classical σ70-type promoters, suggesting the existence of activators that compensate for the lack of -35 consensus sequences in N. meningitidis. The transcriptome maps also reveal 65 candidate sRNAs, a third of which were validated by northern blot analysis. Immunoprecipitation with the RNA chaperone Hfq drafts an unexpectedly large post-transcriptional regulatory network in this organism, comprising 23 sRNAs and hundreds of potential mRNA targets. Based on this data, using a newly developed gfp reporter system we validate an Hfq-dependent mRNA repression of the putative colonization factor PrpB by the two trans-acting sRNAs RcoF1/2. Our genome-wide RNA compendium will allow for a better understanding of meningococcal transcriptome organization and riboregulation with implications for colonization of the human nasopharynx.}, language = {en} } @article{HassanVasquezGuoLiangetal.2017, author = {Hassan, Musa A. and Vasquez, Juan J. and Guo-Liang, Chew and Meissner, Markus and Siegel, T. Nicolai}, title = {Comparative ribosome profiling uncovers a dominant role for translational control in \(Toxoplasma\) \(gondii\)}, series = {BMC Genomics}, volume = {18}, journal = {BMC Genomics}, doi = {10.1186/s12864-017-4362-6}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-172376}, year = {2017}, abstract = {Background The lytic cycle of the protozoan parasite \(Toxoplasma\) \(gondii\), which involves a brief sojourn in the extracellular space, is characterized by defined transcriptional profiles. For an obligate intracellular parasite that is shielded from the cytosolic host immune factors by a parasitophorous vacuole, the brief entry into the extracellular space is likely to exert enormous stress. Due to its role in cellular stress response, we hypothesize that translational control plays an important role in regulating gene expression in \(Toxoplasma\) during the lytic cycle. Unlike transcriptional profiles, insights into genome-wide translational profiles of \(Toxoplasma\) \(gondii\) are lacking. Methods We have performed genome-wide ribosome profiling, coupled with high throughput RNA sequencing, in intracellular and extracellular \(Toxoplasma\) \(gondii\) parasites to investigate translational control during the lytic cycle. Results Although differences in transcript abundance were mostly mirrored at the translational level, we observed significant differences in the abundance of ribosome footprints between the two parasite stages. Furthermore, our data suggest that mRNA translation in the parasite is potentially regulated by mRNA secondary structure and upstream open reading frames. Conclusion We show that most of the \(Toxoplasma\) genes that are dysregulated during the lytic cycle are translationally regulated.}, language = {en} } @phdthesis{Hartmann2010, author = {Hartmann, Thomas}, title = {Nitrogen metabolism in Aspergillus fumigatus with emphasis on the oligopeptide transporter (OPT) gene family}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-54027}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {The saprophytic filamentous fungus Aspergillus fumigatus has been gaining importance as an opportunistic human pathogen over the past decades. Advances in modern medicine have created a growing group of patients susceptible to infection with A. fumigatus, often contracting potentially deadly invasive aspergillosis. The virulence of this pathogen appears to be a multifactorial trait, a combination of physiological characteristics that enables the fungus to infect immunocompromised humans. This work concentrates on the nitrogen metabolism of A. fumigatus, which is essential for meeting the nutritional needs inside the human host. Using DNA microarrays, the transcriptional response during growth on three different secondary nitrogen sources was examined, which revealed the metabolic versatility of A. fumigatus, especially when challenged with proteins as the sole source of nitrogen. In-depth transcriptional profiling of the eight-member oligopeptide transporter (OPT) gene family underlined the importance of oligopeptide transport for growth on complex nitrogen sources like BSA or collagen. Heterologous expression of the opt genes in Saccharomyces cerevisiae showed their functionality as oligopeptide transporters, and characterized their substrate specificity. Using a Cre/loxP based genetic tool, a complete deletion of all opt genes in A. fumigatus was achieved. The resultant strain exhibited diminished growth on medium where the oligopeptide GPGG was the sole nitrogen source, but did not show any other in vitro phenotype. The opt deletion strain was not attenuated in virulence in a murine model of pulmonary aspergillosis, suggesting that the OPT gene family is not necessary for successful infection. The connection of oligopeptide transport and extracellular proteolytic activity was investigated by deleting the genes encoding Dpp4 and Dpp5, two dipeptidyl peptidases, or PrtT, the transcriptional regulator of major secreted proteases, in the complete opt deletion background. In contrast to the deletion of dpp4 and dpp5, which did not result in any additional phenotype, the absence of prtT led to a drastic growth defect on porcine lung agar. This suggests a synergistic action of extracellular proteolytic digest of proteins and transport of oligopeptide degradation products into the cell. Finally, this work established the bacterial β-Rec/six site-specific recombination system as a novel genetic tool for targeted gene deletion in A. fumigatus.}, subject = {Aspergillus fumigatus}, language = {en} } @article{HanzelmannJooFranzWachteletal.2016, author = {Hanzelmann, Dennis and Joo, Hwang-Soo and Franz-Wachtel, Mirita and Hertlein, Tobias and Stevanovic, Stefan and Macek, Boris and Wolz, Christiane and G{\"o}tz, Friedrich and Otto, Michael and Kretschmer, Dorothee and Peschel, Andreas}, title = {Toll-like receptor 2 activation depends on lipopeptide shedding by bacterial surfactants}, series = {Nature Communications}, volume = {7}, journal = {Nature Communications}, doi = {10.1038/ncomms12304}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-165975}, pages = {12304}, year = {2016}, abstract = {Sepsis caused by Gram-positive bacterial pathogens is a major fatal disease but its molecular basis remains elusive. Toll-like receptor 2 (TLR2) has been implicated in the orchestration of inflammation and sepsis but its role appears to vary for different pathogen species and clones. Accordingly, Staphylococcus aureus clinical isolates differ substantially in their capacity to activate TLR2. Here we show that strong TLR2 stimulation depends on high-level production of phenol-soluble modulin (PSM) peptides in response to the global virulence activator Agr. PSMs are required for mobilizing lipoproteins, the TLR2 agonists, from the staphylococcal cytoplasmic membrane. Notably, the course of sepsis caused by PSM-deficient S. aureus is similar in wild-type and TLR2-deficient mice, but TLR2 is required for protection of mice against PSM-producing S. aureus. Thus, a crucial role of TLR2 depends on agonist release by bacterial surfactants. Modulation of this process may lead to new therapeutic strategies against Gram-positive infections.}, language = {en} } @incollection{HandmanMitchellMcConvilleetal.1987, author = {Handman, E. and Mitchell, G. F. and McConville, M. J. and Moll, Heidrun}, title = {Towards a carbohydrate-based vaccine against leishmaniasis}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-33827}, publisher = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {1987}, abstract = {No abstract available}, language = {en} }