Kurzbeschreibung des Projekts

Projektnummer		Einzelprojekte  P19044
Titel		En-und Exzystierungs Proteine bei Acanthamoeba castellanii
ProjektleiterIn		WALOCHNIK Julia
Bewilligungsdatum		26.06.2006
Universität / Forschungsstätte		Klinisches Institut für Hygiene, Medizinische Universität Wien
		Institut für Chemische Technologien und Analytik Arbeitsbereich Analytische Chemie, Technische Universität Wien
Gebiet(e)
Keywords		Acanthamoeba, Proteomics, 2D Electrophoresis, Mass spectromety, Encystment, MALDI
Homepage		http://www.meduniwien.ac.at/tropenmedizin/parasitologie/mp.html

Zelldifferenzierungsprozesse wie die Enzystierung, stellen ein häufiges Phänomen bei eukaryontischen Einzellern, darunter auch zahlreichen Erregern von Infektionskrankheiten des Menschen, dar. Die Zyste ermöglicht diesen Mikroorganismen die Überdauerung widriger Umweltbedingungen und hält somit den Infektionszyklus aufrecht. Bei Vertretern des weitverbreiteten Genus Acanthamoeba, zu welchem die Erreger der Akanthamöben-Keratitis und der Granulomatösen Amöbenenzephalitis gehören, werden die Zysten als Reaktion auf widrige Umweltbedingungen (einschließlich Biozid-Behandlung) gebildet. Zysten, welche eine Behandlung überleben, führen zu einem schwereren Verlauf der Krankheit oder zu einem Wiederaufflammen der Infektion - und auch die Vektorenrolle der Akanthamöben ist auf deren widerstandsfähigen Zysten zurückzuführen.
Obwohl Acanthamoeba castellanii aufgrund der hohen Wachstumsgeschwindigkeit und der leichten Kultivierbarkeit bereits seit einigen Jahrzehnten als Modellorganismus in zellbiologischen Studien dient, sind die molekularen Mechanismen der Enzystierung von Akanthamöben bisher nicht geklärt. Die Fähigkeit zur Zystenbildung ist aber nicht nur bei Akanthamöben für ihre Rolle als Krankheitsserreger und als Überträger humanpathogener Bakterien, sondern auch bei zahlreichen anderen pathogenen Protozoen von grundlegender medizinischer und ökologischer Bedeutung. Eine Aufklärung dieses komplexen Prozesses ist deshalb von weit reichendem Interesse.
Das Ziel unserer Studie ist, die Enzystierung von A. castellanii mit modernen molekularbiologischen Methoden zu untersuchen und ein Modell für die Zelldifferenzierung bei Protozoen zu etablieren. Eine Proteom-Analyse mittels zweidimensionaler Polyacrylamidgelelektrophorese (2D-PAGE) und die nachfolgende genetische Analyse sollen die Schlüsselmoleküle der En- und Exzystierung bei Akanthamöben identifizieren. Zunächst sollen die während der Zelldifferenzierung bevorzugt exprimierten Proteine aus 2D-Gelen isoliert, identifiziert und anschließend, auf genetischer Ebene, auf regulatorische Sequenzen hin untersucht werden. Mit Hilfe dieser Regulator-Sequenzen kann dann das Genom von A. castellanii auf jene Gene hin durchsucht werden, welche in Differenzierungsprozesse involviert sind. Hierbei sollen auch in niedriger Kopienzahl vorliegende Faktoren, wie transkriptionelle Aktivatoren oder Repressoren, miteinbezogen werden. Durch diesen revers-genetischen Ansatz können zahlreiche Strukturgene und regulative Gene identifiziert und somit die Zelldifferenzierung von A. castellanii aufgeklärt werden. Das Acanthamoeba-Modell - von der jungen, induzierten bis zur reifen Zyste - einschließlich der zeitlichen und hierarchischen Anordnung der exprimierten Gene, stellt die Grundlage für vergleichende Studien unter Miteinbeziehung anderer zystenbildender pathogener Protozoen, wie Entamoeba histolytica und Giardia lamblia, dar. Darüber hinaus soll basierend auf der Kenntnis der am Differenzierungsprozess beteiligten Gene der Einfluss bakterieller Endozytobionten auf die Enzystierung von A. castellanii durch RNA-Profiling evaluiert werden.