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Schon länger besteht der Wunsch nach spezifischen Therapieformen, die nur betroffene Zellpopulationen beeinflussen sollen. Nebenwirkungen durch unselektive Aufnahme in diverse Gewebe eines Organismus könnten so minimiert werden. In der vorliegenden Arbeit wurde dazu der Transport Histidin-markierter Proteine über an C3 gekoppeltes, mutiertes Protektives Antigen (C3mPA) untersucht. C3 ist ein von Clostridien und Staphylokokken produziertes Toxin. Protektives Antigen (PA) ist die Bindungs- und Transportuntereinheit des Anthraxtoxins von Bacillus anthracis. C3mPA ist ein selektives Transportsystem für monozytäre Zellen. Dabei wurde bestätigt, dass der Transport von His-markierten Proteinen, in dieser Arbeit His-C2I (Toxinuntereinheit von Clostridium botulinum) und His-TccC3 (Toxinuntereinheit von Photorhabdus luminescens), über Wildtyp-PA in das Zytosol effektiv funktioniert. In Zellversuchen mit J774A.1 und RAW 264.7 (zwei Makrophagen-Zelllinien) konnte dies anhand der Morphologieänderung der Zellen nachgewiesen werden. Allerdings konnte dieses Ergebnis nicht auf His-PTS1 (His gekoppelter, enzymatisch aktiver Teil des Pertussistoxins) übertragen werden. Auch der Transport von His-markierten Proteinen über den untersuchten Transporter C3mPA konnte im Zellversuch nicht verwirklicht werden. Die mit C3mPA und einer enzymatischen Komponente vergifteten Zellen zeigten keine typische Morphologieänderung wie in den Kontrollen mit Wildtyp-PA. Die daraufhin durchgeführten Versuche sprechen allerdings dafür, dass C3mPA an den Zielzellen binden kann und in die Zellen aufgenommen wird.

Clostridium (C.) difficile assoziierte Durchfallerkrankungen haben in der vergangenen Dekade einen besorgniserregenden epidemiologischen Wandel durchlaufen. Die zunehmende Inzidenz und die erhöhte Mortalität werden unter anderem mit dem Auftreten neuer, hypervirulenter Stämme assoziiert, die durch eine erhöhte Produktion der beiden Hauptvirulenzfaktoren Toxin A und Toxin B, sowie durch die zusätzliche Bildung eines dritten Toxins, der Clostridium difficile Transferase (CDT), gekennzeichnet sind. Antibiotikatherapien gelten als Hauptauslöser der Erkrankung, sind zugleich aber auch der aktuelle therapeutische Goldstandard. Metronidazol und Vancomycin stellen zwar wirksame Mittel gegen C. difficile dar, beeinflussen jedoch nicht die krankheitsauslösenden Toxine, welche zum Zeitpunkt der Erkrankung bereits im Darmlumen vorliegen. Anhand von Vergiftungsversuchen mit Toxin A und CDT auf epithelialen Zellreihen konnten im Screening einer Peptidbank drei Peptidfraktionen (E3F10, E5F18 und E7F16) mit Hemmwirkung gegen die beiden Toxine identifiziert werden. Vergiftungen konnten unter Inkubation der hemmenden Peptidfraktionen nicht verhindert, jedoch mitunter erheblich verzögert werden. Am Beispiel der Peptidfraktion E6F18 und dem binären Toxin CDT wurden weitere Auftrennungszyklen sowie Versuche zur Analyse der Hemmwirkung durchgeführt. Adverse Eigeneffekte im Sinne einer durch die Peptidlösung ausgelösten Zytotoxizität konnten auf Vero-Zellen ausgeschlossen werden. Unter Einbuße der ursprünglichen Hemmstärke konnte der Hemmeffekt von E6F18 über drei rechromatographische Auftrennungszyklen weiterverfolgt und die Isolation einzelner Peptide mit Hemmwirkung unter anderem gegen CDT ermöglicht werden. Versuche zur Analyse des Hemmmechanismus von E6F18 liefern starke Hinweise auf eine Hemmung der frühen Schritte der Toxinprozessierung. Eine Interaktion mit einer der beiden Toxinkomponenten, dem Toxinrezeptor oder der Porenbildung wären denkbare Angriffspunkte. Ob der unspezifische Hemmeffekt von E6F18 auf ein einzelnes Peptid zurückzuführen ist oder das komplexe Gesamtbild vielmehr durch einen Synergismus unterschiedlicher Peptide zu erklären ist, bleibt vorerst offen.

Dissertationsarbeit über eine Datenbank für urämische Retentionssolute, ihre erfassten Konzentrationen und pathologischen Auswirkungen. Über die erfassten Daten wurden statistische Methoden angewandt. Es besteht die Möglichkeit für Dritte, neue Daten einzugeben., A database for uremic retention solutes, their concentrations and pathological implications. Statistical methods where applied to the collected data. Third parties are permitted to submit new data.

Bathymodiolus mussels live in symbiosis with intracellular sulfur-oxidizing (SOX) bacteria that provide them with nutrition. We sequenced the SOX symbiont genomes from two Bathymodiolus species. Comparison of these symbiont genomes with those of their closest relatives revealed that the symbionts have undergone genome rearrangements, and up to 35% of their genes may have been acquired by horizontal gene transfer. Many of the genes specific to the symbionts were homologs of virulence genes. We discovered an abundant and diverse array of genes similar to insecticidal toxins of nematode and aphid symbionts, and toxins of pathogens such as Yersinia and Vibrio. Transcriptomics and proteomics revealed that the SOX symbionts express the toxin-related genes (TRGs) in their hosts. We hypothesize that the symbionts use these TRGs in beneficial interactions with their host, including protection against parasites. This would explain why a mutualistic symbiont would contain such a remarkable ‘arsenal’ of TRGs. DOI: http://dx.doi.org/10.7554/eLife.07966.001, eLife digest Although bacteria are commonly associated with causing illness, many are actually beneficial to the organism they live in or on. The phenomenon of one species helping another to survive is known as symbiosis. Animals thrive at hydrothermal vents in the deep sea because of their partnerships with symbiotic bacteria. The bacteria use the geochemical energy found at hydrothermal vents to convert carbon into sugars, thus providing their animal hosts with essential nutrients. Unlike the symbiotic communities that associate with humans and other mammals, in which thousands of bacterial species co-exist, deep-sea mussels associate with just one or two species of symbiotic bacteria. This relative simplicity is ideal for investigating how the intimate associations between animals and bacteria work. Genes contain the instructions cells and organisms need to survive, and so one way that researchers investigate symbiosis is by studying the genes of the organisms involved. Such studies of beneficial bacteria are beginning to reveal that the molecular mechanisms involved in symbiosis are remarkably similar to those responsible for the harmful effects produced by some bacteria. By performing genetic sequencing on the symbiotic bacteria from deep-sea mussels, Sayavedra et al. have discovered that the bacteria have an unusually large number of toxin-like genes, and that all of these genes are active in the bacteria when they are inside host mussels. This was unexpected, as the bacteria are known to benefit their mussel hosts. The toxin-like genes from the symbiotic bacteria are similar to toxins found in the bacteria that cause diseases such as cholera and the plague in humans and other animals. Sayavedra et al. suggest that the symbiotic bacteria have ‘tamed’ these toxins to use them in beneficial interactions with their host. For example, some of the toxins could help the bacteria and mussels to recognize and interact with each other, and others could help to protect the mussel host from its natural enemies. The next step will be to test these ideas, which will be challenging as the mussels cannot be bred in the laboratory. DOI: http://dx.doi.org/10.7554/eLife.07966.002

Larven der Taufliege Drosophila melanogaster und Schimmelpilze können sich in einer Konkurrenzsituation um die räumlich und zeitlich limitierte Ressource verrottenden organischen Materials gegenüber stehen. Konkurrenz kann, wenn sie einen ausreichend starken Selektionsdruck auf die Antagonisten ausübt, zu evolutiven Veränderungen von Eigenschaften der beiden Interaktionspartner führen. Diese Veränderungen können dann aufgrund einer Folge von Anpassung und Gegenanpassung in ein koevolutionäres Wettrüsten münden. Die Arbeit besteht aus drei experimentellen Teilen: - phänotypische Untersuchung der Auswirkungen von Schimmelpilzen auf die Entwicklungsfähigkeit von Drosophila Larven - Verwendung von sekundärmetabolit defizienten Schimmelpilz-Linien - Selektionsexperiment in dem Drosophila Populationen durch wiederholte Konfrontation im Larvenstadium auf ein erhöhtes Überleben hin selektiert wurden Larvae of the fruit fly Drosophila melanogaster and moulds may face situations where they have to compete with each other for resources of rotting organic material limited in space and time. If competition exerts a sufficiently strong selection pressure on the antagonists, it can lead to evolutionary changes in the properties of the two interacting partners. These changes can then lead to a co-evolutionary arms race due to a consecution of adaptations and counter-adaptations. The work consists of three experimental parts: - Phenotypic analysis of the effects of mould on the viability of Drosophila larvae - Use of secondary metabolites deficient mould strains - Selection of Drosophila populations by repeated confrontation with mould in the larval stage to an increased survival probability