rpb2 is a reliable reference gene for quantitative gene expression analysis in the dermatophyte Trichophyton rubrum

The selection of reference genes used for data normalization to quantify gene expression by real-time PCR amplifications (qRT-PCR) is crucial for the accuracy of this technique. In spite of this, little information regarding such genes for qRT-PCR is available for gene expression analyses in pathogenic fungi. Thus, we investigated the suitability of eight candidate reference genes in isolates of the human dermatophyte Trichophyton rubrum subjected to several environmental challenges, such as drug exposure, interaction with human nail and skin, and heat stress. The stability of these genes was determined by geNorm, NormFinder and Best-Keeper programs. The gene with the most stable expression in the majority of the conditions tested was rpb2 (DNA-dependent RNA polymerase II), which was validated in three T. rubrum strains. Moreover, the combination of rpb2 and chs1 (chitin synthase) genes provided for the most reliable qRT-PCR data normalization in T. rubrum under a broad range of biological conditions. To the best of our knowledge this is the first report on the selection of reference genes for qRT-PCR data normalization in dermatophytes and the results of these studies should permit further analysis of gene expression under several experimental conditions, with improved accuracy and reliability.

Murine Dendritic Cells Transcriptional Modulation upon Paracoccidioides brasiliensis Infection

Limited information is available regarding the modulation of genes involved in the innate host response to Paracoccidioides brasiliensis, the etiologic agent of paracoccidioidomycosis. Therefore, we sought to characterize, for the first time, the transcriptional profile of murine bone marrow-derived dendritic cells (DCs) at an early stage following their initial interaction with P. brasiliensis. DCs connect innate and adaptive immunity by recognizing invading pathogens and determining the type of effector T-cell that mediates an immune response. Gene expression profiles were analyzed using microarray and validated using real-time RT-PCR and protein secretion studies. A total of 299 genes were differentially expressed, many of which are involved in immunity, signal transduction, transcription and apoptosis. Genes encoding the cytokines IL-12 and TNF-alpha, along with the chemokines CCL22, CCL27 and CXCL10, were up-regulated, suggesting that P. brasiliensis induces a potent proinflammatory response in DCs. In contrast, pattern recognition receptor (PRR)-encoding genes, particularly those related to Toll-like receptors, were down-regulated or unchanged. This result prompted us to evaluate the expression profiles of dectin-1 and mannose receptor, two other important fungal PRRs that were not included in the microarray target cDNA sequences. Unlike the mannose receptor, the dectin-1 receptor gene was significantly induced, suggesting that this beta-glucan receptor participates in the recognition of P. brasiliensis. We also used a receptor inhibition assay to evaluate the roles of these receptors in coordinating the expression of several immune-related genes in DCs upon fungal exposure. Altogether, our results provide an initial characterization of early host responses to P. brasiliensis and a basis for better understanding the infectious process of this important neglected pathogen.

Tumor microenvironmental genomic alterations in juvenile nasopharyngeal angiofibroma

Background To better characterize the pathophysiology of juvenile nasopharyngeal angiofibroma (JNA), endothelial and stromal cells were evaluated by genomic imbalances in association with transcript expression levels of genes mapped on these altered regions. Methods. High-resolution comparative genomic hybridization (HR-CGH) was used in laser-captured endothelial and stromal cells from 9 JNAs. Ten genes were evaluated by quantitative real-timereverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR) in 15 cases. Results. Although gains were more frequently detected in endothelial cells, 57% of chromosomal alterations were common by both components. Gene expression analyses revealed a positive correlation between endothelial and stromal components for ASPM, CDH1, CTNNB1, FGF18, and SUPT16H. A significant difference was found for FGF18 and AURKB overexpression in stromal cells and AR down-expression in endothelial cells. Conclusions. A similar pattern of gene expression and chromosomal imbalances in both exponents would suggest a common mechanism of functional regulation. AURKB, FGF18, and SUPT16H were identified as potential molecular markers in JNA. (C) 2011 Wiley Periodicals, Inc. Head Neck 34: 485-492, 2012

Identification of protein-coding and non-coding RNA expression profiles in CD34+ and in stromal cells in refractory anemia with ringed sideroblasts

Abstract Background Myelodysplastic syndromes (MDS) are a group of clonal hematological disorders characterized by ineffective hematopoiesis with morphological evidence of marrow cell dysplasia resulting in peripheral blood cytopenia. Microarray technology has permitted a refined high-throughput mapping of the transcriptional activity in the human genome. Non-coding RNAs (ncRNAs) transcribed from intronic regions of genes are involved in a number of processes related to post-transcriptional control of gene expression, and in the regulation of exon-skipping and intron retention. Characterization of ncRNAs in progenitor cells and stromal cells of MDS patients could be strategic for understanding gene expression regulation in this disease. Methods In this study, gene expression profiles of CD34+ cells of 4 patients with MDS of refractory anemia with ringed sideroblasts (RARS) subgroup and stromal cells of 3 patients with MDS-RARS were compared with healthy individuals using 44 k combined intron-exon oligoarrays, which included probes for exons of protein-coding genes, and for non-coding RNAs transcribed from intronic regions in either the sense or antisense strands. Real-time RT-PCR was performed to confirm the expression levels of selected transcripts. Results In CD34+ cells of MDS-RARS patients, 216 genes were significantly differentially expressed (q-value ≤ 0.01) in comparison to healthy individuals, of which 65 (30%) were non-coding transcripts. In stromal cells of MDS-RARS, 12 genes were significantly differentially expressed (q-value ≤ 0.05) in comparison to healthy individuals, of which 3 (25%) were non-coding transcripts. Conclusions These results demonstrated, for the first time, the differential ncRNA expression profile between MDS-RARS and healthy individuals, in CD34+ cells and stromal cells, suggesting that ncRNAs may play an important role during the development of myelodysplastic syndromes.

Transcriptional profiling of Saccharomyces cerevisiae exposed to propolis

Abstract Background Propolis is a natural product of plant resins collected by honeybees (Apis mellifera) from various plant sources. Our previous studies indicated that propolis sensitivity is dependent on the mitochondrial function and that vacuolar acidification and autophagy are important for yeast cell death caused by propolis. Here, we extended our understanding of propolis-mediated cell death in the yeast Saccharomyces cerevisiae by applying systems biology tools to analyze the transcriptional profiling of cells exposed to propolis. Methods We have used transcriptional profiling of S. cerevisiae exposed to propolis. We validated our findings by using real-time PCR of selected genes. Systems biology tools (physical protein-protein interaction [PPPI] network) were applied to analyse the propolis-induced transcriptional bevavior, aiming to identify which pathways are modulated by propolis in S. cerevisiae and potentially influencing cell death. Results We were able to observe 1,339 genes modulated in at least one time point when compared to the reference time (propolis untreated samples) (t-test, p-value 0.01). Enrichment analysis performed by Gene Ontology (GO) Term finder tool showed enrichment for several biological categories among the genes up-regulated in the microarray hybridization such as transport and transmembrane transport and response to stress. Real-time RT-PCR analysis of selected genes showed by our microarray hybridization approach was capable of providing information about S. cerevisiae gene expression modulation with a considerably high level of confidence. Finally, a physical protein-protein (PPPI) network design and global topological analysis stressed the importance of these pathways in response of S. cerevisiae to propolis and were correlated with the transcriptional data obtained thorough the microarray analysis. Conclusions In summary, our data indicate that propolis is largely affecting several pathways in the eukaryotic cell. However, the most prominent pathways are related to oxidative stress, mitochondrial electron transport chain, vacuolar acidification, regulation of macroautophagy associated with protein target to vacuole, cellular response to starvation, and negative regulation of transcription from RNA polymerase II promoter. Our work emphasizes again the importance of S. cerevisiae as a model system to understand at molecular level the mechanism whereby propolis causes cell death in this organism at the concentration herein tested. Our study is the first one that investigates systematically by using functional genomics how propolis influences and modulates the mRNA abundance of an organism and may stimulate further work on the propolis-mediated cell death mechanisms in fungi.

Detection of hantavirus in bats from remaining rain forest in São Paulo, Brazil

Background The significant biodiversity found in Brazil is a potential for the emergence of new zoonoses. Study in some places of the world suggest of the presence to hantavirus in tissues of bats. Researches of hantavirus in wildlife, out rodents, are very scarce in Brazil. Therefore we decided to investigate in tissues of different species of wild animals captured in the same region where rodents were detected positive for this virus. The present work analyzed ninety-one animals (64 rodents, 19 opossums, and 8 bats) from a region of the Atlantic forest in Biritiba Mirin City, São Paulo State, Brazil. Lungs and kidneys were used for RNA extraction. Findings The samples were screened for evidence of hantavirus infection by SYBR-Green-based real-time RT-PCR. Sixteen samples positive were encountered among the wild rodents, bats, and opossums. The detection of hantavirus in the lungs and kidneys of three marsupial species (Micoureus paraguayanus, Monodelphis ihering, and Didelphis aurita) as well in two species of bats (Diphylla ecaudata and Anoura caudifer) is of significance because these new hosts could represent an important virus reservoirs.

On the three-finger protein domain fold and CD59-like proteins in Schistosoma mansoni

Background: It is believed that schistosomes evade complement-mediated killing by expressing regulatory proteins on their surface. Recently, six homologues of human CD59, an important inhibitor of the complement system membrane attack complex, were identified in the schistosome genome. Therefore, it is important to investigate whether these molecules could act as CD59-like complement inhibitors in schistosomes as part of an immune evasion strategy. Methodology/Principal Findings: Herein, we describe the molecular characterization of seven putative SmCD59-like genes and attempt to address the putative biological function of two isoforms. Superimposition analysis of the 3D structure of hCD59 and schistosome sequences revealed that they contain the three-fingered protein domain (TFPD). However, the conserved amino acid residues involved in complement recognition in mammals could not be identified. Real-time RT-PCR and Western blot analysis determined that most of these genes are up-regulated in the transition from free-living cercaria to adult worm stage. Immunolocalization experiments and tegument preparations confirm that at least some of the SmCD59-like proteins are surface-localized; however, significant expression was also detected in internal tissues of adult worms. Finally, the involvement of two SmCD59 proteins in complement inhibition was evaluated by three different approaches: (i) a hemolytic assay using recombinant soluble forms expressed in Pichia pastoris and E. coli; (ii) complement-resistance of CHO cells expressing the respective membrane-anchored proteins; and (iii) the complement killing of schistosomula after gene suppression by RNAi. Our data indicated that these proteins are not involved in the regulation of complement activation. Conclusions: Our results suggest that this group of proteins belongs to the TFPD superfamily. Their expression is associated to intra-host stages, present in the tegument surface, and also in intra-parasite tissues. Three distinct approaches using SmCD59 proteins to inhibit complement strongly suggested that these proteins are not complement inhibitors and their function in schistosomes remains to be determined.

PepT1 mRNA expression levels in sea bream (Sparus aurata) fed different plant protein sources

[EN] The expression and regulation of intestinal oligopeptide transporter (PepT)-1 when vegetable sources are used as a substitute for fish meal in the diet of marine fish has not yet been explored. In the present study, as part of our ongoing work on elucidating PepT1 gene expression in relation to different dietary treatments, we have now isolated and deposited in Genbank database (accession no. GU733710) a cDNA sequence representing the PepT1 in the sea bream (Sparus aurata). The ?de novo? prediction of the three-dimensional structure of PepT1 protein is presented. We also analyzed diet-induced changes in the expression of PepT1 mRNA via real-time RT-PCR using the standard curve method. Sea bream were fed for 140 days with one of the following four diet formulations (43% protein/21% lipid): a control fast growth-promoting diet (C), and three diets with the same formulation but in which 15% of the fish meal was substituted by protein concentrates either from lupine (LPC), chick pea (CPC), or green pea (PPC). Fish fed PPC had significantly (p < 0.05) lower levels of PepT1 transcripts in the proximal intestine than the controls, whereas PepT1 transcript levels in fish fed LPC or CPC were not significantly different from the controls. Although growth was similar between fish fed with different diets during the first 72 days of feeding, growth of the fish fed with PPC was reduced during the second part of the trial and was significantly (p < 0.05) lower than fish fed LPC and CPC diets by the end of the experiment. Correlation between these results and fish growth performances highlights that the intestinal PepT1 mRNA level may serve as a useful marker of the dietary protein quality and absorption efficiency.

Risposte di resistenza a batteri fitopatogeni di importanti specie coltivate indotte da molecole segnale di diversa natura

A modern management of crop protection should be based on integrated control programmes, including the use of environmentally safe products. Antagonistic/beneficial bacteria and resistance inducers may have a great potential in the prophylaxis of diseases caused by common and quarantine pathogens. This work was carried out to confirm the ability of the known strain IPV-BO G19 (Pseudomonas fluorescens) against fire blight (Erwinia amylovora), as well as to evaluate their efficacy against southern bacterial wilt of tomato (Ralstonia solanacearum) and grapevine crown gall (Agrobacterium vitis). A virulent strain of R. solanacearum race 3 was inhibited by the antagonist on plate. When the pathogen was inoculated 48 h after their application to the root apparatus of tomato plants grown in a climatic chamber, bacterial wilt progression rate was clearly reduced. Moreover the defence response evoked by IPV-BO G19 was studied in tomato plants by monitoring the transcription of genes codifying for three PRs as PR-1a, PR-4, PR-5 and for an intracellular chitinase using multiplex RT-PCR and Real Time RT-PCR. In two field trials during 2005 and 2006, the strain IPV-BO G19 was compared with biofungicides and some abiotic elicitors to protect actively growing shoots of pear scions against fire blight. In both trials, IPV-BO G19 plus Na-alginate gave a high level of protection, three weeks after wound inoculation with E. amylovora. In pear leaf tissues treated with the antagonistic strain IPV-BO G19, catalase, superoxyde dismutase and peroxidise activity was evaluated as markers of induced resistance. The IPV-BO G19 strain was compared with other bioagents and resistance inducers to prevent grapevine crown gall under glasshouse and vineyard conditions.

Infezione da virus dell'epatite E nel suino e nell'uomo: aggiornamento sulle metodiche diagnostiche di laboratorio

The first part of the thesis is a brief review on the most important aspects of HEV infection in human and swine, followed by an update on the laboratory techniques currently in use for the diagnosis of HEV infections in humans and animals. The second part refers on the results of two investigations carried out on the presence of HEV infection in swine farms in Toscana and Piemonte and on the presence of HEV infection in pigs and humans in some rural communities in Bolivia. HEV strains isolated from swine herds in Toscana and Piemonte were all included in the genotype 3, showing particular homology with Dutch porcine isolates, Spanish porcine and human isolates and British human isolates. The investigation carried out, with a random sampling, in the province of Cuneo, detected HEV infection with a prevalence of 46% on farms with a number of pigs greater than 500. HEV was detected in pigs and humans in rural communities in Bolivia and all the viral isolate were included in the genotype 3. Aminoacidic homology of human and swine isolates was estimated to be 92%. Results on the development of a Real Time RT-PCR to detect HEV are also reported. The used Real Time RT-PCR protocols, one step and two steps, exhibited good sensitivity to detect several Italian swine HEV strains with high rate of genetic variability.

Bedeutung des Glukosestoffwechsels für die Strahlenempfindlichkeit solider Tumoren

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Stoffwechseluntersuchungen an Experimentaltumoren von humanen Plattenepithelkarzinomen des Kopf-Hals-Bereiches mit bekannter Strahlenempfindlichkeit durchzuführen. Die Resultate sollten mit dem Genexpressionsniveau glykolyseassoziierter Transportproteine und Enzyme, der Proteinexpression von LDH-A, der Hypoxie und der Strahlenresistenz der Tumoren korreliert werden. Während die Tumorproben und die Daten zum biologischen Strahlenverhalten und zur Charakterisierung der Hypoxie aus Dresden stammen, wurden alle anderen Untersuchungen in Mainz durchgeführt. Ein wichtiges Merkmal der kooperativen Studie bestand darin, dass erstmals die Strahlenresistenz von Experimentaltumoren systematisch in einem klinischen Fraktionierungsschema untersucht wurde. Die lokale Bestimmung der Gewebskonzentrationen der Metabolite ATP, Glukose und Laktat erfolgte mit dem Verfahren der bildgebenden Biolumineszenz. Die Auswertung der Ergebnisse mit Unterstützung von Bildverarbeitungs-Software wurde weiterentwickelt und in wesentlichen Punkten verbessert. Zur Ermittlung des mRNA-Expressionsniveaus der Glykolyseenzyme PFK-L und LDH-A sowie des Glukosetransporters GLUT1 diente die real time RT-PCR-Methode. Ein Kernpunkt des methodischen Teils der vorliegenden Arbeit bildeten die Validierung und Etablierung dieses Verfahrens. Durch die Anwendung dieser Technik war es möglich, eine relative Quantifizierung des Expressionslevels durchzuführen. Die Western Blot-Analyse lieferte Aussagen über den Proteingehalt von LDH-A. Dabei kam ein neues Auswerteverfahren durch Anwendung fluoreszenzmarkierter Antikörper zum Einsatz. Die Ergebnisse zeigten erstmals einen direkten Zusammenhang zwischen dem Laktatgehalt von Tumoren und deren Strahlenresistenz. Es wurde im Vergleich zu früheren klinischen Untersuchungen eine Einstufung in Hoch- und Niedriglaktattumoren vorgenommen und eine signifikante Korrelation innerhalb der Hochlaktattumoren zwischen dem Laktatgehalt und der über Pimonidazol quantifizierten hypoxischen Fraktion festgestellt. Während die PCR Unterschiede in den drei untersuchten Genen auf transkriptioneller Ebene zwischen den sieben untersuchten Tumorlinien erkennen ließ, waren die Western Blot-Ergebnisse nahezu gleich. Da auch die Western Blot-Analysen keine Übereinstimmungen mit dem Laktatgehalt zeigten, kann auch der reine Proteingehalt keine Rolle als aktivitätsbestimmende Größe der Glykolyse spielen. Vielmehr scheinen Aktivierungs- und posttranslationale Prozesse oder auch eine Kombination mehrerer Faktoren eine Rolle zu spielen. Letztlich deuten die Befunde darauf hin, dass die glykolytische Aktivität der untersuchten Tumoren nicht über Transkription und Proteinexpression reguliert wird. Der Zusammenhang zwischen dem Laktatgehalt und der Strahlenresistenz der Tumoren kann von großer klinischer Bedeutung sein, da ein klinisch relevantes Fraktionierungsschema bei der Bestrahlung angewandt wurde. Unsere Ergebnisse bestätigen die Arbeitshypothese, dass ein hoher glykolytischer Flux mit einer hohen Umsatzrate an Metaboliten mit Radikalfängerfunktion, wie Pyruvat, einhergeht, die den Tumoren eine Radioresistenz verleihen. Der Laktatgehalt von Biopsien als Marker für die Strahlenresistenz könnte in Zukunft zu einer der Radiotherapie vorangehenden Patientenselektion herangezogen werden, um die Therapie- und insbesondere Dosisplanung in der Onkologie zu unterstützen.

Die Leber als Latenzort des murinen Cytomegalovirus: Identifizierung und Charakterisierung des latent infizierten Zelltyps

Die Untersuchungen der murinen Cytomegalovirus (mCMV) Infektion im BALB/c Mausmodell konzentrierten sich bislang auf die Lunge, da diese einen Hauptort der mCMV Latenz darstellt. Da latentes CMV auch häufig durch Lebertransplantationen übertragen wird, wurde in dieser Arbeit die Leber als ein weiteres medizinisch relevantes Organ der CMV Latenz und Reaktivierung untersucht. Um zunächst die zellulären Orte der mCMV Latenz in der Leber zu ermitteln, wurden verschiedengeschlechtliche Knochenmarktransplantationen (KMT) mit männlichen tdy-positiven Spendern und weiblichen, tdy-negativen Empfängern, mit anschließender mCMV Infektion durchgeführt, um latent infizierte Mäuse mit geschlechtschromosomalem Chimärismus zu generieren. Diese Chimären erlaubten eine Unterscheidung zwischen tdy-positiven Zellen hämatopoetischen Ursprungs und tdy-negativen stromalen und parenchymalen Gewebszellen. Die Separation von Leberzellen der Chimären mittels zentrifugaler Elutriation und anschließender DNA Quantifizierung viraler und zellulärer Genome durch eine quantitative real-time PCR ergab einen ersten Hinweis, dass Endothelzellen ein zellulärer Ort der mCMV Latenz sind. Die darauf folgende immunomagnetische Zelltrennung lokalisierte latente virale DNA in der CD31-positiven Zellfraktion. Die Koexpression von CD31 mit dem endothelzellspezifischen Oberflächenmarker ME-9F1 identifizierte die sinusoidalen Endothelzellen der Leber (LSEC) als die Zellen, die latente virale DNA beherbergen. In den zytofluorometrisch aufgereinigten CD31+/ME-9F1+ LSEC waren bei gleichzeitigem Rückgang der männlichen tdy Markergene virale Genome angereichert, was darauf hinwies, dass Zellen, die virale DNA enthalten, vom Knochenmark-Empfänger stammen. Durch zytofluorometrische Analysen isolierter LSEC konnte eine vom Spender abstammende Subpopulation MHCII+/CD11b+ LSEC identifiziert werden. Anschließende Quantifizierungen viraler DNA aus latent infizierten Mäusen detektierten eine Abnahme viraler Genome mit zunehmender Menge an tdy-positiven Zellen, was beweist, dass MHCII+/CD11b+ LSEC keinen Ort der mCMV Latenz darstellen. Die limiting dilution Untersuchungen der isolierten latent infizierten LSEC ergaben eine Frequenz von einer latent infizierten Zelle unter ~1,9x104 LSEC und eine Anzahl von 7 bis 19 viralen Genomen pro latent infizierter Zelle. Nach 24 Stunden Kultivierung der LSEC konnte mittels quantitativer real-time RT-PCR mit Gesamt-RNA aus LSEC ein Anstieg der Genexpression der immediate early Gene ie1 und ie3 sowie eine Induktion des early Gens e1 gezeigt werden. Eine Erhöhung der transkriptionellen Reaktivierung durch die Inkubation der LSEC mit unterschiedlichen HDAC Inhibitoren konnte allerdings nicht erzielt werden, da sowohl die Menge der isolierten RNA aus behandelten Kulturen, als auch die Anzahl viraler Transkripte im Vergleich zu den unbehandelten Kulturen erniedrigt war. Aufgrund der kurzen Lebensdauer isolierter LSEC in vitro konnte durch Kokultivierungen latent infizierter LSEC zusammen mit murinen embryonalen Fibroblasten keine Virusreaktivierung induziert werden. Im Gegensatz dazu wurden durch den Transfer gereinigter ME-9F1+/CD31+ LSEC aus latent infizierten Spendern in immunsupprimierte Empfänger virale Rekurrenzen in Lungenexplantatkulturen des Rezipienten detektiert. Damit konnten LSEC eindeutig als zellulärer Ort von mCMV Latenz und Reaktivierung in der Leber identifiziert werden.

Bedeutung der viralen IE4-Region für die Genexpression und Replikation des humanen Cytomegalovirus

Das humane Cytomegalovirus (HCMV) ist ein fakultativ-pathogener Erreger, der bei Patienten mit geschwächter oder unausgereifter Immunabwehr schwerwiegende Erkrankungen hervorrufen kann. Wie alle Herpesviren zeigt das HCMV eine streng koordinierte Expression viraler Gene, die in eine „sehr frühe-“ (IE), „frühe “ (E) und „späte-“ (L) Phase unterteilt werden kann. Die Produkte der IE-Gene IE1 und IE2 sind für die Expression der frühen Gene und somit für die Initiation der viralen DNA-Replikation entscheidend. Sie greifen gleichzeitig in den zellulären Stoffwechsel ein und schaffen damit optimale Vorraussetzungen für die virale Vermehrung. Zu Beginn dieser Arbeit war bekannt, dass HCMV in lytisch infizierten Zellen ein abundantes IE-Transkript von 5 kb (IE4-RNA) exprimierte, dessen Funktion bislang unklar war. Ältere Publikationen deuteten darauf hin, dass die IE4-Genregion an der Transformation eukaryonter Zellen beteiligt sein könnte. Neuere Arbeiten zeigten, dass es sich bei diesem IE4-Transkript um ein metabolisch stabiles Intron handelt. Im Rahmen dieser Arbeit sollte zunächst geklärt werden, ob die IE4-Genregion ein Protein kodiert. In der Folge sollten mit viralen Deletionsmutanten Hinweise auf die biologische Funktion des IE4-Bereichs erarbeitet werden. Durch Northern Blot Analysen und cDNA-Klonierungsexperimente konnte eine Reihe neuer Spleiß-Varianten der IE4-RNA identifiziert werden. Durch Sequenzanalysen wurde gezeigt, dass diese Transkripte keine längeren offenen Leserahmen enthalten. Zusammen mit bereits publizierten Erkenntnissen, kann aus diesen Ergebnissen mit hoher Wahrscheinlichkeit geschlossen werden, dass die IE4 Region nicht für ein Protein kodiert. Zur Analyse der biologischen Funktion der IE4-Region wurde das DNA-Genom des HCMV gezielt mutagenisiert. Eine phänotypische Analyse der entsprechenden Viren mittels Reportergen-Tests und quantitativer RealTime RT-PCR zeigte, dass einige der Mutanten eine verringerte Expression früher Gene aufwiesen, die mit einer Beeinträchtigung ihrer Replikationsfähigkeit in Fibroblastenkulturen korrelierte. Dabei war die Ausbildung eines Phänotyps jedoch von dem genetischen Hintergrund des verwendeten viralen Ausgangsstammes abhängig. Auffällig war, dass phänotypische Veränderungen nur bei solchen Mutanten sichtbar wurden, die auf der Grundlage des Laborstammes Ad169 des HCMV generiert worden waren. Die nachfolgende Analyse der Ausgangsstämme ergab deutliche Unterschiede in der IE-Genexpression. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen somit, dass die IE4-RNA mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht für ein Protein kodiert, aber bei limitierender Expression der essentiellen Regulatoren IE1 und IE2 die frühe lytische Genexpression stimuliert. Die Ergebnisse dieser Arbeit stellen die Grundlage für nachfolgende Untersuchungen zur Aufklärung der molekularen Funktion der IE4-RNA im Rahmen der lytischen Infektion des HCMV dar.

Genetische und funktionelle Analyse von Vesikelmembranprotein-Mutanten in Maus und Caenorhabditis elegans

Tetraspan vesicle membrane proteins (TVPs) sind konservierte, ubiquitär vorkommende Membranproteine synaptischer Vesikel und zytoplasmatischer Transportvesikel. Bei Säugetieren lassen sie sich in die Physine, Gyrine und SCAMPs (secretory carrier-associated membrane proteins) unterteilen, die im Nematoden C. elegans jeweils nur durch ein einzelnes Polypeptid vertreten sind (Synaptophysin-1 [SPH-1], Synaptogyrin-1 [SNG-1] und SCAMP-1 [SCM-1]). Obwohl den TVPs eine Beteiligung bei der Regulation des Vesikelzyklus zugesprochen wurde, sind Synaptophysin-1-Knockout-Mäuse und vollständig TVP-defiziente Würmer gesund und weisen nur geringgradige Veränderungen auf. In dieser Arbeit sollten daher zum einen genomweite komparative Transkriptomanalysen durchgeführt werden, um mögliche Kompensationsmechanismen in der Maus und C. elegans zu finden, zum anderen sollten mit Hilfe pharmakologischer Stressassays und genetischer Verfahren Schwachstellen und Redundanzen identifiziert werden. Erstaunlicherweise konnten durch Affymetrix GeneChip-Analysen der RNA in der Retina von Synaptophysin-1-/--Mäusen keine differenziell exprimierten Gene gefunden werden. Bei der Untersuchung der C. elegans-TVP-Dreifachmutante wurden hingegen 17 Gene mit erhöhter und 3 mit erniedrigter Transkription identifiziert. Die Befunde für 12 hochregulierte Gene wurden durch quantitative Real-Time RT-PCR bestätigt. Das am stärksten hochregulierte Gen arf-1.1 kodiert für eine GTPase, die vermutlich an der Regulation der Vesikelbildung beteiligt ist. Von den ebenso identifizierten Genen cdr-2, cdr-4 und pgp-9 ist bekannt, dass sie in Stresssituationen, z. B. in Gegenwart von Cadmium, verstärkt transkribiert werden. ugt-62 und ugt-19 kodieren für Glucuronosyltransferasen. Für arf-1.1, cdr-2, ugt-62 sowie für das Gen T16G1.6, das für eine coiled-coil-Domäne kodiert, wurden im Folgenden fluoreszierende Promoterkonstrukte hergestellt, um Koexpressionsmuster mit TVPs zu bestimmen. Es stellte sich heraus, dass alle vier Promoterkonstrukte im Darm zusammen mit SPH-1 und SCM-1 im Darm transkribiert werden. Mit fluoreszierenden Translationschimären konnte weiterhin gezeigt werden, dass ARF-1.1 und CDR-2 mit den Darm-spezifischen TVPs im apikalen Bereich der Darmzellen kolokalisieren. Um mehr über die Funktion von TVPs im Vesikelzyklus zu erfahren, wurden pharmakologische und genetische Analysen von Würmern durchgeführt, in denen die Expression des Neuronen-spezifischen SNG-1 verändert ist. Deletion oder Überexpression führte zu einer Resistenz gegenüber dem Acetylcholinesterase-Inhibitor Aldicarb und zu erhöhter Empfindlichkeit gegenüber dem GABA-Rezeptor-Antagonisten Pentylentetrazol. Auf genetischer Ebene zeigte sich, dass sng-1 synthetisch mit den Genen für Synaptotagmin-1, Endophilin A sowie Synaptojanin wirkt. Die beobachteten Effekte weisen auf alternative Funktionen in der synaptischen Übertragung hin und unterstützen zugleich die Hypothese, dass SNG-1 im synaptischen Vesikelzyklus eine wichtige Funktion erfüllt, die möglicherweise einem noch unbekannten redundanten Kompartiment-spezifischen Signalweg der synaptischen Transmission zuzuordnen ist.

Molekulargenetische Untersuchungen zur Reblausresistenz bei der Unterlagsrebe Börner

Dass Pflanzen gegen phytopathogene Infektionen resistent sind, ist das Ergebnis von multip-len Abwehrreaktionen. Eine solche ist auch die Hypersensitivitätsreaktion (HR). Sie ist die Folge eines Befalls von Börner mit Rebläusen und zeigt sich an Blättern und Wurzeln der resistenten Unterlagsrebe in Form von lokalen Nekrosen. Die Erzeugung von neuen, trans-genen reblausresistenten Unterlagsreben verlangt präzise Kenntnisse über die Mechanismen der Reblausresistenz. Um Resistenzgene zu identifizieren, wurden im Rahmen dieser Arbeit differenzielle Genexpressionsanalysen eingesetzt. Diese waren die Microarray Analyse mit der Geniom one Technik und die real time (RT) -PCR. Sie erlaubten eine Gegenüberstellung der Genexpression in behandeltem Wurzelgewebe mit der Expression im Normalgewebe der Unterlagsrebe Börner. Als experimenteller Induktor der HR in Börner diente die Indol-3-Essigsäure (IES), ein Bestandteil des Reblausspeichels. Frühere Untersuchungen zur Reb-lausresistenz zeigten, dass bei einer Behandlung mit IAA an Wurzeln von Börner Nekrosen entstehen, nicht jedoch an Wurzeln von der reblaustoleranten Unterlagssorte SO4 oder dem reblausanfälligem Edelreis. Das war der Grund, SO4 und Riesling als Vergleichsobjekte zu Börner für diese Studie auszuwählen. So sollte die Bedeutung der Rolle von IES als Auslö-ser der Resistenzmechanismen in Börner erklärt werden. Insgesamt konnten deutliche Unter-schiede in den Reaktionen der drei Rebsorten auf die IES Behandlung aufgedeckt werden. Während in Börner eine hohe Anzahl an Genen und diese intensiv auf den IES Reiz reagiert, fallen die Gene bei SO4 und Riesling zahlenmäßig kaum ins Gewicht und die Reaktionen der beiden Sorten auf IES zudem eher schwach aus. In der Summe waren es 27 Gene, die für die Reblausresistenz in Börner verantwortlich sein könnten. So konnte eine IES bedingte Aktivierung von Genen beobachtet werden, die bei der Produktion von Phytoalexinen be-deutsam sind, wie z.B. die phenylalanine ammonia-lyase, die lipoxygenase und die stilbene synthase. Weiter ließ sich eine Regulation von allgemein Stress assoziierten Genen und von Zellwandproteinen und eine Induktion von Signalkomponenten, etwa des Transkriptionsfak-tors ethylene response factor, nachweisen. Eine deutliche Hochregulation von Au-xintransportern in den IES behandelten Börnerwurzeln gab zudem Anhaltspunkte auf sorten-spezifische Unterschiede in der zellulären Aufnahme und Abgabe der IES. Durch die Ausar-beitung des Zusammenspiels der durch IES regulierten Gene konnten in dieser Arbeit wert-volle Hinweise auf die Mechanismen der Reblausresistenz in Börner gewonnen werden.