Melaninbiosynthesegene als Virulenzdeterminanten und cAMP-abhängige Signaltransduktion in dem opportunistisch human-pathogenen Pilz ASPERGILLUS FUMIGATUS

• Applicant: Professor Dr. Axel Brakhage
• Subject Area: Parasitology and Biology of Tropical Infectious Disease Pathogens
• Term: from 1996 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5282139

Der opportunistisch human-pathogene Pilz Aspergillus fumigatus verfügt über mindestens zwei Melaninbiosynthese-Wege. Das Schlüsselgen der Dihydroxy-Naphthalin (DHN)-Melaninbiosynthese in Kondidien, das pksP-Gen, stellt gleichzeitig die erste von A. fumigatus identifizierte Virulenzdeterminate dar. Interessanterweise wird dieses Gen nicht nur während der Sporulation des Pilzes sondern in vivo auch in Hyphen exprimiert. Mit Hilfe einer exakten quantitativen Analyse der Expression des Gens unter verschiedensten physiologischen Bedingungen sollen die molekularen Bedingungen (z.B. Stickstoffmangel, Anwesenheit von H2O2, Granulozyten) identifiziert werden, die wichtig für die Expression dieses Gens sind. Bedeutende cis-aktive Elemente des pksP-Gens sollen identifiziert sowie die Funktionalität des im Promotorbereich vorhandenen "stress response"-Elements verifiziert werden. Dadurch können die für die Induktion von Schutzmechanismen des Pilzes gegen den Angriff von Immuneffektorzellen wichtige Signale ermittelt werden. Nach Zugabe von Tyrosin zum Medium bildet A. fumigatus während des hyphalen Wachstums Dihydroxyphenylalanin (DOPA)-Melanin. Die Inaktivierung des bereits klonierten Tyrosinasegens (tyr1) sowie die weitere Charakterisierung des Enzyms wird die Klärung der Bedeutung dieses Gens/Proteins für die DOPA-Melanin-Biosynthese und, falls positiv, von DOPA-Melanin für die Virulenz erlauben. Die Bildung beider potentiell zur Virulenz beitragenden Faktoren, PksP-Protein und DOPA-Melanin, wird von der cAMP-abhängigen Signaltransduktionskaskade aktiviert. Wesentliche Gene dieses Signalweges wurden von uns kloniert. Mit Hilfe der Verfügbarkeit dieser Gene soll die Bedeutung des cAMP-abhängigen Signalnetzwerkes für das pksP-Gen, die DOPA-Melaninbiosynthese und für die Virulenz von A. fumigatus ermittelt werden. Diese Arbeiten werden zur Aufklärung der Kommunikationsmechanismen zwischen Wirt und Pathogen beitragen.

• DFG Programme: Research Grants