Nachweis und Bedeutung des RHO1-Gens bei verschiedenen Candida Spezies

Abstract

Candida albicans ist der wichtigste humanpathogene Vertreter dieser Pilzspezies, wobei in den letzten Jahren auch andere Candida-Spezies zunehmend als Erreger lokaler und systemischer Pilzinfektionen an Bedeutung im klinischen Alltag gewonnen haben. Bestandteile und funktionelle Eigenschaften der Zellwand der Candida-Pilze sind essentiell für deren Pathogenität und für das Überleben dieses Mikroorganismus. Darüber hinaus hat die Zellwand als Zielstruktur für die Entwicklung neuer Antimykotika zunehmend an Bedeutung gewonnen. Die Hauptkomponente der Zellwand, das Glucan, wird durch die β-1,3 -Glucan-Synthase gebildet. Die regulatorische Komponente dieses Enzyms wird durch das RHO1-Gen kodiert. Darüber hinaus reguliert dieses multifunktionelle Protein weitere wichtige Signaltransduktionswege in der Hefezelle. In der vorliegenden Arbeit wurde das Vorkommen des RHO1-Gens bei 29 von 30 aus Patientenmaterial isolierten C. albicans Stämmen mittels PCR und Agarosegelelektrophorese bewiesen. Erstmals wurde das RHO1-Gen auch bei weiteren Candida-Spezies: C. parapsilosis, C. tropicalis und C. lusitaniae nachgewiesen. Darüber hinaus ist es gelungen, mittels einer Restriktionsanalyse des amplifizierten RHO1-Gens unter Verwendung der Enzyme BseNI, RsAI, VspI, HpAII und Cfr10I Restriktionsfragmentlängenpolymorphismen (RFLP) bei diesen Spezies nachzuweisen. Eine Sequenzanalyse der untersuchten Stämme C. parapsilosis ATCC 90018, C. tropicalis ATCC 201381 und C. lusitaniae DSM 70102 im Vergleich zur publizierten RHO1-Sequenz von C. albicans (GenBank Nr. D86430) bestätigte die experimentellen Ergebnisse. Als Ursache für die unterschiedlichen RFLP fanden sich Abweichungen in der Nukleotidsequenz, die zu Verschiebungen oder auch zum Fehlen der Enzymschnittstellen geführt haben. Dennoch bestätigte die Sequenzanalyse, dass es sich bei dem RHO1-Gen der Stämme C. parapsilosis ATCC 90018, C. tropicalis ATCC 201381 und C. lusitaniae DSM 70102 um Homologe des RHO1-Gens von C. albicans handelt. Mit der vorliegenden Arbeit soll ein Beitrag zur weiteren Erforschung der Bedeutung des RHO1-Gens sowohl an sich, als auch für dessen Bedeutung im medizinischen Alltag geleistet werden.

Candida albicans is the most important human pathogenic representative of this fungus genus whereas other Candida species have become more important as pathogens of local and systemic fungal infections in the daily clinical routine during last years. Components and functional properties of the cell wall of Candida fungi are essential for their pathogenicity and the survival of this microorganism. Furthermore, cell wall has become increasingly significant as target structure for the development of new antimycotics. The main cell wall constituent glucane is formed by 1,3-glucane-synthase. The regulatory component of this enzyme is coded by the RHO1 gene. Moreover, this multifunctional protein regulates important signal transduction path ways in the yeast cell. In the present dissertation the occurrence of RHO1 gene in 29 out of 30 C. albicans strains isolated from patient material with PCR and agarose gel electrophoresis was shown. For the first time RHO1 gene was detected in other Candida species as well: C. parapsilosis, C. tropicalis and C. lusitaniae. Furthermore, restriction fragment length polymophisms (RFLP) in these species could be demonstrated by means of restriction analysis of amplified RHO1 gens using the enzymes BseNI, RsAI, Vspl, HpAII and Cfr10l. Sequence analysis of the strains C. parapsilosis ATCC 90018, C. tropicalis ATCC 201381 and C. lusitaniae DSM 70102 compared with the published RHO1 sequence (GenBank Nr. D86430) has confirmed the experimental results. Different RFLP are caused by deviations in the nucleotide sequence leading to shifts or even lack of enzyme cutting sites. Nevertheless, sequence analysis has verified that the RHO1 gens of C. parapsilosis ATCC 90018, C. tropicalis ATCC 201381 and C. lusitaniae DSM 70102 strains are homologs of RHO1 gene of C. albicans. With the present dissertation a contribution shall be made to further investigation of the importance of RHO1 gene for its own as well for the daily medical routine.