Regulation des Primärstoffwechsels und der Hyphenmorphogenese in Candida albicans
Eine ausreichende Nährstoffaufnahme ist Grundvoraussetzung für das Überleben von C. albicans im menschlichen Wirt. Daher sind die Anpassung an und die Vermehrung in nährstoffarmen Wirtsnischen nicht nur entscheidend für das Überleben, sondern auch für die Fähigkeit des Pilzes, eine Infektion zu verursachen. So hat C. albicans eine bemerkenswerte metabolische Plastizität entwickelt, wie z.B. die Fähigkeit, gleichzeitig bevorzugte und nicht-bevorzugte Kohlenstoffquellen zu nutzen und innerhalb kürzester Zeit seinen Metabolismus von einem Nährstoff auf einen anderen umzustellen. Wir sind insbesondere an dem Verwertungsprozess von Aminosäuren interessiert, die von C. albicans sowohl als Stickstoff- als auch als Kohlenstoffquelle genutzt werden, da der Aminosäure-Stoffwechsel die Hyphenmorphogenese – ein entscheidender Virulenzfaktor – initiiert.
In diesem Zusammenhang untersuchen wir transkriptionelle (RNASeq) und metabolische Veränderungen (Metabolomics & Secretomics) und vergleichen diese miteinander, um Einblicke in den zellulären Metabolismus und die damit verbundenen Pathogenitätsmerkmale (z.B. Biofilmbildung) zu gewinnen.
Darüber hinaus ermöglicht uns ein umfangreiches Screening mittels phänotypischer Microarrays die Erstellung von Stoffwechselprofilen verschiedener Mikroorganismen. Auf diese Weise wollen wir mit Hilfe von C. albicans-Deletionsmutanten die Beziehung zwischen Genom und zellulärem Metabolismus aufklären.
C. albicans-Zellen können wirtseigene Aminosäuren sowohl als Kohlenstoff- als auch als Stickstoffquelle verstoffwechseln. Bei der Verwendung als Kohlenstoffquelle wird überschüssiges NH3 aus der Zelle freigesetzt, was zur Neutralisierung des pH-Wertes der Umgebung führt. Die Verwertung extrazellulärer Aminosäuren initiiert auch die Hyphenmorphogenese, ein wesentlicher Virulenzfaktor. Dieser Prozess wird durch den Transkriptionsfaktor Stp2 kontrolliert.