Nährstoffaufnahme während der Infektionen

Auch während einer Infektion brauchen Pathogene Nährstoffe, um zu überleben und sich zu vermehren. Eine wichtige Strategie des Wirtes ist es deshalb, den Zugang zu Nährstoffen für Mikroorganismen so weit wie möglich zu behindern (im Englischen als "Nutritional Immunity" bezeichnet). So versuchen beide Seiten, Mikronährstoffe wie Eisen oder Zink, aber auch Kohlenstoff- und Stickstoffquellen, möglichst effektiv an sich zu ziehen. Der Verlauf einer Infektion wird in großem Maße von diesem Wettbewerb um Nährstoffe bestimmt, und ein tieferes Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse kann helfen, Infektionskrankheiten besser bekämpfen zu können.

Unser Interesse liegt besonders auf der Regulation der pilzlichen Antwort auf ein geringes Nährstoffangebot, wie es Candida-Zellen im Wirt vorfinden. So ist beispielsweise Eisen essentiell für fast alle Organismen, und eine effektive Eisenaufnahme ist für infizierende Mikroorganismen lebenswichtig. Auch Zink findet sich als Co-Faktor in vielen Proteinen und ist deshalb von vergleichbarer Wichtigkeit für Infektionsprozesse. Aus diesen Gründen untersuchen wir die Eisen- und Zinkaufnahmesysteme und ihre Regulation in C. albicans und C. glabrata. Als Beispiel für einen Nährstoff, der in größeren Mengen benötigt wird, erforschen wir auch, welche Stickstoffquellen die Pilze während einer Infektion zur Verfügung haben und wie sie diese erkennen.

Modell eines "Zinkophor"-Systems: Bei der Invasion in Wirtszellen sekretiert C. albicans das zinkbindende Protein Pra1, das dieses Metall in der Wirtszelle einfängt. Beladenes Pra1 bindet dann auf Pilzzelloberfläche an den Rezeptor Zrt1 und liefert seine Fracht ab.

Mitarbeiter*innen

Sascha Brunke
Osama Elshafee

Publikationen

Citiulo F, Jacobsen ID, Miramón P, Schild L, Brunke S, Zipfel PF, Brock M, Hube B, Wilson D (2012) Candida albicans scavenges host zinc via Pra1 during endothelial invasion. PLOS Pathog 8(6), e1002777.
Mayer FL, Wilson D, Jacobsen ID, Miramón P, Große K, Hube B (2012) The novel Candida albicans transporter Dur31 Is a multi-stage pathogenicity factor. PLOS Pathog 8(3), e1002592.
Wilson D, Citiulo F, Hube B (2012) Zinc exploitation by pathogenic fungi. PLOS Pathog 8(12), e1003034. (Review)
Linde J, Wilson D, Hube B, Guthke R (2010) Regulatory network modelling of iron acquisition by a fungal pathogen in contact with epithelial cells. BMC Syst Biol 4, 148.
Almeida RS, Wilson D, Hube B (2009) Candida albicans iron acquisition within the host. FEMS Yeast Res 9(7), 1000-1012.
Almeida RS, Brunke S, Albrecht A, Thewes S, Laue M, Edwards JE, Filler SG, Hube B (2008) The hyphal-associated adhesin and invasin Als3 of Candida albicans mediates iron acquisition from host ferritin. PLOS Pathog 4(11), e1000217.