Sekretion von Virulenzfaktoren durch den pathogenen Pilz Cryptococcus neoformans

• Antragsteller: Dr. Francois Mayer
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 249559095

Der pathogene Pilz Cryptococcus neoformans verursacht häufig lebensbedrohliche Meningoenzephalitis in immungeschwächten Menschen, so z.B. in HIV+/AIDS-Patienten. Darüber hinaus stellt die artverwandte Spezies C. gattii eine zunehmende Gefahr für immunkompetente Menschen in British Columbia in Kanada dar. Die wichtigsten Virulenzmechanismen in C. neoformans umfassen die Biosynthese einer Polysaccharid-Kapsel, die Produktion von Melanin, und die Fähigkeit bei der physiologischen Temperatur von Menschen (37°C) wachsen zu können. Der cAMP-abhängige Proteinkinase (PKA) Signaltransduktionsweg vermittelt zelluläre Antworten. Hierunter fallen die Detektion von Nährstoffen, Stressantworten, die Melanin- und Kapselbildung und Hyphenwachstum. Eine Inhibierung der PKA-Aktivität führt zu reduzierter Kapselbildung und attenuierter Virulenz. Dieser Phänotyp wird in einer pka1-Mutante beobachtet, der die katalytische Untereinheit von PKA fehlt. Im Unterschied dazu bildet eine pkr1-Mutante, welcher die regulatorische Untereinheit von PKA fehlt, eine vergrößerte Kapsel und ist hypervirulent. Interessanterweise haben neuere Untersuchungen gezeigt, dass die pka1- und pkr1-Mutanten im Unterschied zum Wildtyp veränderte Transkriptionslevel an Komponenten des Sekretions-Signalweges aufweisen. Basierend auf dieser wichtigen Entdeckung ist das Ziel dieses Projektes, den Einfluss des cAMP/PKA-Signalweges auf den Sekretions-Signalweg zum Export der C. neoformans-Kapsel zu untersuchen. Das erste Ziel ist zu analysieren, ob sowohl der exozytische, als auch der Golgi-endosomale Signalweg die Biosynthese der Kapsel beeinflussen. Dazu werden die Rolle des Exozysten-Proteins Sec15, und die Rolle endosomaler Proteine, wie z.B. die des Syntaxins Pep12, im Hinblick auf die Kapselbildung untersucht werden. Diese Proteine wurden basierend auf der Entdeckung, dass ihre Transkription durch PKA reguliert wird, ausgewählt. Das zweite Ziel resultiert aus der Beobachtung, dass das Mannoprotein Ova1 durch PKA reguliert wird und die Kapselgröße, die Bildung von Melanin und die Sensitivität gegenüber Lithium negativ beeinflusst. Aus diesem Grund sollen genetische Screenings durchgeführt werden, anhand derer zusätzliche PKA-regulierte Zielproteine identifiziert werden könnten, die zusammen mit Ova1 an der Regulation der Kapselbildung und Lithiumsensitivität beteiligt sind. Eine sich anschließende tiefgehende Charakterisierung dieser Zielproteine wird das Verständnis zur PKA-abhängigen Regulation der Kapselbildung und Virulenz in diesem wichtigen Pilzpathogen weiter vorantreiben.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeber: Professor James Kronstad, Ph.D.