@phdthesis{Theiss2005,
  author    = {Theiß, Stephanie},
  title     = {Identifizierung und Charakterisierung des vakuolaren ABC-Transporters Mlt1p und der Phospholipase B Plb5p von Candida albicans},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-12905},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Die opportunistische Hefe Candida albicans ist in der Lage durch ein koordiniertes Zusammenspiel bestimmter zellul{\"a}rer Eigenschaften sich unterschiedlichen Umweltbedingungen anzupassen und unterschiedliche Nischen innerhalb des menschlichen Wirts zu kolonisieren. Die Sekretion hydrolytischer Enzyme, wie Proteinasen und Phospholipasen, stellt eine wichtige Eigenschaft des Pilzes dar, die als wesentlicher Faktor f{\"u}r die Aufrechterhaltung der Pathogenit{\"a}t von C. albicans angesehen wird. Ein Schwerpunkt der hier vorliegenden Studie ist die funktionale Charakterisierung des caPLB5-Gens, eines neuen Mitglieds der insgesamt 5 Mitglieder umfassenden Phospholipase-B-Genfamilie. Im Gegensatz zu den gut untersuchten sekretorischen PLBs caPlb1p and caPlb2p scheint das caPlb5-Protein GPI-verankert und letztlich zellwandgebunden zu sein. Mittels Northernexpressions-Studien ließen sich in verschiedenen C.-albicans-St{\"a}mmen und unterschiedlichen Wachstumsbedingungen caPLB5-spezifische Transkripte nachweisen. W{\"a}hrend des Hefe-Hyphe-Wechsels in Lee's Medium zeigte sich interessanterweise eine differentielle Regulation der Gene caPLB5, caPLB1 and caPLB2. Durch Sequenzanalyse einzelner caPLB5-Allele konnte die Anwesenheit zweier unterschiedlicher Allele in C. albicans bei verschiedenen St{\"a}mmen nachgewiesen werden. Die gezielte Geninaktivierung beider Allele in zwei verschiedenen St{\"a}mmen resultierte in einer attenuierten Virulenz, was sich im Mausmodell f{\"u}r systemische Infektion anhand des Kolonisationsgrads des Wirtsgewebes messen ließ. Die Ph{\"a}notypen sowohl der Nullmutanten als auch der caPLB5-Revertanten belegen, dass die Phospholipase B caPlb5p f{\"u}r die vollst{\"a}ndige Virulenz des Pathogens ben{\"o}tigt wird und dabei eine Rolle bei der in vivo Organbesiedlung spielt. Diese Arbeit pr{\"a}sentiert zudem die Isolierung und Charakterisierung des ATP-Binding-Cassette-(ABC)-Transporter-Gens caMLT1 aus C. albicans. CaMlt1p z{\"a}hlt zur MRP/CFTR-Unterfamilie ATP-bindender Transportproteine, eine Proteinkategorie, die in diesem Pilz bislang noch nicht beschrieben wurde. Energiebetriebene Transportproteine der ABC-Superfamilie schleusen eine Vielzahl unterschiedlicher Substrate aktiv durch biologische Membranen und erf{\"u}llen dabei wichtige Funktionen im zellul{\"a}ren Metabolismus und in der Entgiftung. Das caMlt1-Protein zeigt hohe sequenzielle und strukturelle {\"A}hnlichkeiten zu den vakuolaren Efflux-Pumpen Ycf1p und Bpt1p von S. cerevisiae. Durch genomische Markierung mit dem gr{\"u}n fluoreszierenden GFP-Protein konnte caMlt1p in der vakuolaren Membran lokalisiert werden. Northernblothybridisierungen belegten die Induzierbarkeit der Gentranskripte durch die metabolischen Gifte Cadmium und CDNB, beides Substrate der scYcf1-Pumpe. Obwohl diese Untersuchungen darauf hindeuten, dass caMlt1p ein Ortholog von scYcf1p sein k{\"o}nnte, zeigte sich bei dem Komplementationsversuch einer scycf1-negativen S.-cerevisiae-Mutante mit einer caMLT1-Genkopie keine Reversion des sensitiven Ph{\"a}notyps gegen{\"u}ber Cadmium oder CDNB. Auch wiesen die in dieser Arbeit konstruierten, camlt1-negativen Mutanten in C. albicans, die zur Identifizierung potentieller caMlt1p-Substrate eingesetzt wurden, keinen hypersensitiven Ph{\"a}notyp gegen{\"u}ber CdCl2, CDNB oder irgendeiner anderen getesteten inhibitorischen Substanz auf. CaMlt1p ist demzufolge kein funktionales Homolog von scYcf1p. Als vakuolar lokalisiertes Protein weist caMLT1 ein f{\"u}r diese Proteingruppe typisches Transkriptionsprofil auf. Die mRNA-Expression erfolgt dabei wachstumsphasenabh{\"a}ngig mit der h{\"o}chsten Geninduktion w{\"a}hrend des Diauxic-Shifts, wenn ein Mangel an Glucose (und anderen N{\"a}hrstoffen) im Medium entsteht. Eine generierte camlt1-Nullmutante war interessanterweise in einem murinen Peritonitismodell in ihrer F{\"a}higkeit die Leber zu invadieren drastisch reduziert. Durch Reintegration einer funktionalen caMLT1-Genkopie konnte der Virulenzdefekt aufgehoben werden. CaMlt1p scheint in die F{\"a}higkeit von C. albicans involviert zu sein an intestinale Organe adh{\"a}rieren und Gewebebarrieren penetrieren zu k{\"o}nnen, m{\"o}glicherweise durch Einbindung des Transporters in Stressantwort- und Detoxifikationsmechanismen. Beide Gene, caMLT1 und caPLB5, wurden auf zweierlei Weise inaktiviert: mittels einer klassischen Mutagenesemethode f{\"u}r C. albicans (dem URA3-Blaster-System im Ura--auxotrophen Stamm CAI4) und durch Entwicklung eines neuen dominanten Selektionssysstems. Die dominante Selektion basiert dabei auf der genomischen Insertion einer Einzelkopie eines mutierten caIMH3-Allels (MPAR), das Transformanten Resistenz gegen{\"u}ber Mycophenols{\"a}ure (MPA) verleiht. Dieses System erm{\"o}glicht die genetische Manipulation von C. albicans Wildtypst{\"a}mmen, wodurch die m{\"u}hselige Konstruktion auxotropher und oft avirulenter St{\"a}mme nicht mehr n{\"o}tig ist.},
  subject      = {Candida albicans},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kurzai2001,
  author    = {Kurzai, Oliver},
  title     = {Molekulare Charakterisierung pH-regulierter Gene bei der humanpathogenen Hefespezies Candida dubliniensis und ihr Nutzen f{\"u}r die epidemiologische Diagnostik},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1182281},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {Candida dubliniensis ist eine 1995 erstmals beschriebene pathogene Hefespezies mit enger phylogenetischer Verwandtschaft zu Candida albicans. Sie wird mittels routinem{\"a}ßig angewendeter Verfahren nicht von C. albicans unterschieden, weil sie als einzige Spezies im Genus Candida neben C. albicans Chlamydosporen ausbilden kann. C. dubliniensis ist bisher vor allem aus dem Oropharynx HIV-positiver Patienten isoliert worden. PHR1 und PHR2 sind funktionell homologe, pH-abh{\"a}ngig exprimierte Gene von C. albicans, deren Produkte essentiell f{\"u}r die Verkn{\"u}pfung von b-1,3- und b-1,6-Glukan in der Zellwand sind. Die Deletion jedes dieser Gene f{\"u}hrt zu einem pH-abh{\"a}ngigen Ph{\"a}notyp mit aberranter Morphogenese in vitro und reduzierter Virulenz im Tiermodell. In dieser Arbeit werden PHR homologe Gene im Genom von C. dubliniensis charakterisiert. CdPHR1 weist eine Homologie von 90,5 Prozent zu PHR1 und CdPHR2 eine Homologie von 91,7 Prozent zu PHR2 auf. Wie PHR1 wird auch CdPHR1 nur unter neutralen und alkalischen Bedingungen exprimiert, w{\"a}hrend sich CdPHR2 Transkript, wie das von PHR2, nur unter sauren Bedingungen nachweisen l{\"a}sst. Die funktionelle Homologie von CdPHR1 zu PHR1 wird durch Komplementation des Ph{\"a}notyps einer C. albicans phr1 Mutante mit CdPHR1 gezeigt. Dabei erweist sich der native Promoter von CdPHR1 als funktional in C. albicans. Im Modellorganismus Saccharomyces cerevisiae wird CdPHR1 unter Kontrolle seines nativen Promotors dagegen pH-unabh{\"a}ngig exprimiert. Auch die zus{\"a}tzliche Einf{\"u}hrung eines mutierten, dominant aktiven Allels von RIM101, das in C. albicans f{\"u}r die pH-abh{\"a}ngige Genexpression verantwortlich ist, hat darauf keinen Einfluss. In C. glabrata und Aspergillus nidulans findet sich keine Expression von CdPHR1. Basierend auf Sequenzunterschieden zwischen PHR1 und CdPHR1 wird ein PCR-Schnelltest zur Speziesunterscheidung entwickelt. Dieser wird in einer epidemiologischen Studie mit 133 chlamydosporenpositiven klinischen Isolaten evaluiert. 21 oropharyngeale Isolate von 14 HIV-positiven Patienten k{\"o}nnen so retrospektiv als C. dubliniensis klassifiziert werden, dies entspricht einer Pr{\"a}valenz von C. dubliniensis in diesem Kollektiv von 30 Prozent. Die Ergebnisse der PCR werden durch Sequenzierung ribosomaler Gene (V3, ITS1, ITS2) best{\"a}tigt. Parallel werden ph{\"a}notypische Tests zur Identifizierung von C. dubliniensis auf ihre diagnostische Validit{\"a}t getestet. W{\"a}hrend sich die Chlamydosporenmorphologie der Isolate und die Kolonief{\"a}rbung auf dem Farbindikatormedium CHROMagar Candida als unzul{\"a}nglich f{\"u}r die Unterscheidung erweisen und das f{\"u}r C. dubliniensis beschriebene Wachstumsdefizit bei 45°C zwar sensitiv, nicht aber spezifisch f{\"u}r die Identifizierung dieser Spezies ist, korreliert die Koloniemorphologie auf Staib-Agar zu 100 Prozent mit den molekularen Daten. Alle C. dubliniensis Isolate werden in einem biochemischen Assay (Micronaut RC) untersucht, dabei zeigt der Test auf b-Glukosidase Aktivit{\"a}t hohes diskriminatorisches Potenzial. In Resistenztestungen zeigen sich die C. dubliniensis Isolate sensibler als die oropharyngealen C. albicans Isolate gegen gebr{\"a}uchliche Antimykotika. In dieser Studie kann gezeigt werden, dass C. dubliniensis und C. albicans auf teilweise austauschbare Mechanismen zur Reaktion auf Alterationen des pH-Milieus verf{\"u}gen. Die pH-abh{\"a}ngige Regulation zellwandassoziierter Gene ist dabei eng mit morphogenetischen Prozessen verbunden. Trotz dieser {\"A}hnlichkeit ist C. dubliniensis nicht nur weniger virulent als C. albicans, sondern zeigt auch ein unterschiedliches epidemiologisches Spektrum, das durch eine Spezialisierung auf oropharyngeale Kolonisation und Infektion bei HIV-positiven Patienten gekennzeichnet ist. Um die Gr{\"u}nde f{\"u}r diese Unterschiede aufzeigen zu k{\"o}nnen, ist eine verl{\"a}ssliche Identifizierung von C. dubliniensis notwendig. Dazu stellen die pr{\"a}sentierten Daten einerseits einen schnellen und verl{\"a}sslichen PCR Test, andererseits eine sorgf{\"a}ltige Evaluierung derzeit gebr{\"a}uchlicher ph{\"a}notypischer Verfahren vor. Ph{\"a}notypisch und genotypisch exzellent charakterisierte Isolate beider Spezies stehen f{\"u}r weitere Untersuchungen zur Verf{\"u}gung.},
  language  = {de}
}