@PhdThesis{dbt_mods_00029229,
  author = 	{F{\"o}ge, Martin},
  title = 	{G-Protein-gekoppelte Rezeptoren in Aspergillus fumigatus},
  year = 	{2016},
  address = 	{Jena},
  keywords = 	{Aspergillus fumigatus},
  abstract = 	{Der saprophytisch lebende filament{\"o}se Pilz Aspergillus fumigatus ist in der Lage, eine Vielzahl verschiedener Habitate zu besiedeln und wird daher mit einem breitem Spektrum an Stimuli konfrontiert. A. fumigatus ist ebenso in der Lage, den Menschen zu kolonisieren und dabei lebensbedrohliche Infektionen wie die Invasive Aspergillose in immunsupprimierten Patienten auszul{\"o}sen. Daher wird A. fumigatus auch als bedeutendstes opportunistisches, {\"u}ber die Luft verbreitetes fungales Pathogen bezeichnet und dient als Modellorganismus f{\"u}r pilzliche Pathogene. Zur Wahrnehmung der sich st{\"a}ndig {\"a}ndernden Umweltbedingungen verwendet dieser Ascomycet eine Reihe von Signaltransduktionssystemen, die ihm die Ausbildung einer geeigneten physiologischen Antwort erm{\"o}glicht. Intensive Forschung f{\"u}hrte zur Identifikation von Genen, die mutma{\ss}lich an diesen Signaltransduktionen beteiligt sind, jedoch ist das Wissen {\"u}ber Rezeptoren, die f{\"u}r die Ausl{\"o}sung dergleichen verantwortlich sind, bislang begrenzt. Von allen bekannten verschiedenen Varianten von Rezeptoren bilden die Sieben-Transmembrandom{\"a}nen (7-TMD)-Rezeptoren die Gruppe mit der gr{\"o}{\ss}ten Anzahl und Diversit{\"a}t. Da die von ihnen ausgel{\"o}ste Signaltransduktion von zytoplasmatisch lokalisierten G-Protein-Komplexen vermittelt wird, werden sie auch als G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) bezeichnet. Gegenw{\"a}rtig ist wenig bekannt {\"u}ber die Funktion oder m{\"o}gliche Liganden der 15 putativen GPCR-kodierenden Gene, welche im Genom von A. fumigatus kodiert sind. Um Erkenntnisse {\"u}ber den Einfluss auf die Steuerung fungaler Wachstums- und Entwicklungsprozesse sowie deren Bedeutung f{\"u}r die Pathogenit{\"a}t zu gewinnen, ist es wichtig die GPCRs zu charakterisieren. In der vorliegenden Arbeit werden die wichtigsten Resultate der durchgef{\"u}hrten Studien zur Funktion von GPCRs pr{\"a}sentiert. Zu Beginn wurde die genomweite Deletion von 13 putativen GPCR-Genen durchgef{\"u}hrt. Es fiel auf, dass die Deletion von einzelnen GPCRs den Wachstumsph{\"a}notyp in den jeweiligen Mutantenst{\"a}mmen unter Standardkultivierungsbedingungen im Vergleich zum Wildtyp kaum beeinflusste. Weitere Tests zeigten, dass die meisten GPCR-Deletionsst{\"a}mme eine Reduktion der Sporenbildung aufwiesen, wohingegen der Stamm $\Delta$gprG eine erh{\"o}hte Anzahl an Sporen bildete. Dies wurde durch das Resultat kontrastiert, dass der Stamm $\Delta$gprG gleichzeitig als einziger durch eine Reduktion des radialen Wachstums verglichen mit dem Wildtyp charakterisiert war. Die Analyse der Auskeimungsrate wurde mit Hilfe eines neu entwickelten Verfahrens durchgef{\"u}hrt, welches auf der Fixierung mit Formaldehyd und nachfolgender Anf{\"a}rbung der Zellwand mit Calcofluor White f{\"u}r Fluoreszenzmikroskopie-gest{\"u}tzte Bildauswertung basierte. So konnte gezeigt werden, dass der Defekt im radialen Wachstum nicht auf verz{\"o}gerter Auskeimung beruhte. Durch die Zugabe des Signaltransmittermolek{\"u}ls cAMP konnte der Ph{\"a}notyp des radialen Wachstums revertiert und Wildtyp-Level erreicht werden. Dies f{\"u}hrte zum Schluss, dass der Stamm $\Delta$gprG vermutlich einen konstitutiv niedrigeren cAMP-Spiegel aufweist. Desweiteren konnte gezeigt werden, dass der Stamm $\Delta$gprG weniger extrazellul{\"a}re Matrix bildete. Dies war unabh{\"a}ngig von der Inokulationsdichte und war auch nicht auf verminderte Biomassebildung in Fl{\"u}ssigkulturen, welche generell Wildtyp-Niveau erreichten, zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Zus{\"a}tzlich wurde eine Suche nach m{\"o}glichen Liganden f{\"u}r die GPCRs in A. fumigatus durch Verwendung des Biolog-Systems durchgef{\"u}hrt. Im Zuge der Analysen des Wachstums in Gegenwart verschiedener Metabolite zeigte sich, dass einzelne Bedingungen zu ver{\"a}ndertem Wachstum von GPCR-Deletionsst{\"a}mmen f{\"u}hrten. Dies lie{\ss} den Schluss zu, dass die Deletion von GPCRs es A. fumigatus nicht mehr erm{\"o}glichte, spezielle Metabolite wahrzunehmen. Besonders die Anwesenheit aromatischer Substanzen wie Phenylalanin f{\"u}hrten zu einer erh{\"o}hten Biomassebildung des Stammes $\Delta$gprG verglichen zum Wildtyp. Dies erlaubte die Formulierung eines Funktionsmodells f{\"u}r GprG, wonach dieser als Rezeptor f{\"u}r aromatische Liganden fungiert, welche antagonistisch auf diesen GPCR wirken und damit das Wachstum in ihrer Gegenwart blockieren. Um einen Zusammenhang zwischen einzelnen GPCR-Molek{\"u}len und ihren designierten G-Protein-Untereinheiten herzustellen, wurde eine Protein-Protein-Interaktionsstudie auf Basis des Split-Ubiquitin-Systems f{\"u}r zuk{\"u}nftige Arbeiten etabliert, um die Bildung von Rezeptor-spezifischen Signaltransduktionskomplexen nachzuweisen. In der Zusammenfassung l{\"a}sst sich sagen, dass GPCRs in A. fumigatus eine Funktion als N{\"a}hrstoffsensoren haben und einen Einfluss auf die Steuerung von Wachstum und Sporulation, gezeigt am Beispiel von GprG, besitzen. Dieser ist vermutlich an der Sensierung aromatischer Substanzen beteiligt. Desweiteren konnten neue Methoden f{\"u}r die Arbeiten mit diesem filament{\"o}sen Pilz etabliert werden. Grunds{\"a}tzlich scheinen die hier vorgestellten Ergebnisse die Vermutung zu best{\"a}tigen, dass Signaltransduktionen in A. fumigatus einen redundanten Charakter haben, was diesem wichtigen opportunistischen Pilz erm{\"o}glicht, eine fein abgestimmte Antwort auf Umweltreize zu generieren.},
  note = 	{Dissertation, Friedrich-Schiller-Universit{\"a}t Jena, 2016},
  url = 	{https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00029229},
  url = 	{http://uri.gbv.de/document/gvk:ppn:860497348},
  file = 	{:https://www.db-thueringen.de/servlets/MCRFileNodeServlet/dbt_derivate_00035254/Martin-Föge.pdf:PDF},
  language = 	{de}
}