Regulation der Neutralisierung der Umgebung auf transkripionaler Ebene

Candida albicans aber auch andere Candida-Spezies, die nicht-bevorzugte im Wirt vorkommende Kohlenstoffquellen metabolisieren, können den pH-Wert der Umgebung aktiv neutralisieren. Dies gelingt über ein sehr breites Spektrum an Anfangs-pH-Werten (Vylkova et al., MBio 2011). C. albicans bildet bei neutralem pH-Wert Hyphen und ist in der Lage seine Morphologie pH-Wert-abhängig zu ändern. Diese Hyphenmorphogenese ist ein bekannter Virulenzfaktor.

Stp2p, ein Transkriptionsfaktor für Gene der Aminosäurepermease (AAP), ist darüber hinaus verantwortlich für die Alkalinisierung der Umgebung in vitro und während der Phagozytose durch Makrophagen und ist zugleich ein wichtiger Virulenzfaktor (Vylkova and Lorenz, PLoS Pathog 2014). Kürzlich haben wir gezeigt, dass ein weiterer Transkriptionsfaktor, Ahr1p, essentiell ist für die Modulation des pH-Wertes (Vylkova and Lorenz, accepted in Infect and Immun). Ahr1p spielt eine Rolle bei der Adhärenz an Biofilme und reguliert vermutlich die Expression von Genen, die für den Aminosäurestoffwechsel entscheidend sind, wie AAPs (Askew et al., Mol Microbiol 2011).

In diesem Projekt untersuchen wir den Zusammenhang zwischen Stoffwechselwegen und pH-Modulation unter der Kontrolle von Ahr1 und Stp2. Zusätzlich ist es unser Ziel die Faktoren zu identifizieren, die die Hyphenmorphogenese während der pH-Neutralsierung in vitro und im Wirt regulieren.

Abbildung:
C. albicans verwertet Aminosäuren, um den pH-Wert im Phagosom zu neutralisieren, Hyphen auszubilden und aus Makrophagen auszubrechen.
Die Neutralisierung des Makrophagen-Phagosom ist Stp2p- und Ahr1p abhängig, da der Wildtyp größtenteils nicht mit dem acidophilen Farbstoff Lysotracker Red co-lokalisierte (rote Färbung, B), während die Mutanten, die keine Fähigkeit zum Neutralisieren besitzen, in den sauren Phagosomen lokalisiert werden konnten (A; B). Mutanten konnten Hyphen ausbilden und aus den Phagosomen entkommen, wenn die Makrophagen mit dem vATPase Inhibitor Bafilomycin A (Baf A) behandelt wurden. Das deutet darauf hin, dass ein neutraler pH-Wert ausreichend ist, Makrophagen zu zerstören. Ziel ist es, die Rolle von Ahr1p bei der Regulation der Verwertung von Aminosäuren aufzuklären (C).