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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-85578
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2017/8557/


Expression of dominant negative mutant proteins to interfere with Plasmodium liver stage development

Expression von dominant-negativ mutierten Proteinen, um die Entwicklung von Plasmodien während des Leberstadiums zu stören

Schlüter, Anke

pdf-Format:
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Freie Schlagwörter (Deutsch): Plasmodium , Leberstadium , Malaria , dominant-negative Mutation
Freie Schlagwörter (Englisch): Plasmodium , liver stage , malaria , dominant-negative mutant
Basisklassifikation: 44.44
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Tannich, Egbert (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 10.05.2017
Erstellungsjahr: 2016
Publikationsdatum: 19.06.2017
Kurzfassung auf Englisch: A promising tool for shedding light on molecular events during the Plasmodium
liver stage is the recently described liver stage-specific promoter lisp2 (formally
called LSA4) (Helm et al., 2010; DeNiz et al., 2015). The liver stage-specific promotor lisp2 can be used to successfully drive the expression of a dominant-negative
mutant protein at a strength that leads to abnormal parasite development. Overexpression of the mutant Sar1(H74L) hinders parasite maturation, leads to morphological
abnormalities and appears to prevent secretion of proteins. It has been
shown that the lisp2 promoter can be used for investigate proteins and that the
principle of dominant negative mutant protein expression works successfully in
Plasmodium. A similar approach could therefore be used in the future to investigate
protein function during liver stage development or even to generate parasites
that fully arrest during the liver stage, offering sterile protection against subsequent infection with viable parasites. It has been shown that the viability of Plasmodium parasites can be disturbed exclusively in the liver stage with the tool of a dominant negative mutant protein which is expressed under the control of the strong liver stage-specific promoter lisp2. P. berghei parasites expressing the mutant form of the Sar1 GTPase are restricted in their development, thus drastically reduced in
their capability to form merosomes. Parasites overexpressing this mutant protein
show a reduced growth rate, an abnormal morphology and have a greatly reduced
conversion rate from mid to mature liver stages.
Kurzfassung auf Deutsch: Der Leberphasen-spezifische Promotor lisp2 (zuvor LSA4 genannt) kann für die
Erforschung der molekularen Abläufe der Leberphase von Plasmodien genutzt
werden (Helm et al., 2010; DeNiz et al., 2015). Ein dominant-negativ mutiertes
Protein, welches unter diesem Promotor stark exprimiert wird, kann zu fehlentwickelten Parasiten führen. Die in dieser Arbeit gewählte Überexpression der
Mutante Sar1(H74L) führt zu Reifungsstörungen der Parasiten und diversen morphologischen Veränderungen. Die Proteinsekretion scheint hierbei unterdrückt.
Parasiten der Spezies P. berghei, welche die mutierte Form der Sar1 GTPase exprimieren, sind in ihrer Entwicklung eingeschränkt und daher auch in ihrer Fähigkeit
gehemmt, Merosomen zu bilden. Sie zeigen ein gehemmtes Wachstum, eine
abweichende Morphologie sowie eine deutlich geminderte Konversionsrate von der
mittleren zur späten Leberphase. Es konnte gezeigt werden, dass das Prinzip der
Expression einer dominant negativen Mutante bei Plasmodien erfolgreich funktioniert.
Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass mit dieser Methode die Lebensf
ähigkeit der Plasmodien ausschlieÿlich während der Leberphase gestört werden
kann, sofern dies unter der Kontrolle des Leberphasen-spezifischen Promotors
lisp2 geschieht. In Zukunft könnte ein ähnlicher Ansatz genutzt werden, um die
Funktion von Proteinen während der Leberphase zu untersuchen. Möglicherweise
könnten Parasiten erzeugt werden, deren Entwicklung während der Leberphase
komplett gestoppt wird, was einen nachfolgenden Infektionsschutz bieten könnte.

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