Candida albicans -Candida albicans

Candida albicans
Candida Gram stain.jpg
Candida albicans visualisert ved Gram -flekk og mikroskopi. Legg merke til hyfer og klamydosporer , som er 2-4 um i diameter.
Vitenskapelig klassifisering
Kongedømme:
Inndeling:
Klasse:
Rekkefølge:
Familie:
Slekt:
Arter:
C. albicans
Binomisk navn
Candida albicans
Synonymer
  • Candida stellatoidea
  • Monilia albicans
  • Oidium albicans

Candida albicans er en opportunistisk patogen gjær som er et vanlig medlem av tarmfloraen hos mennesker. Den kan også overleve utenfor menneskekroppen. Det påvises i mage -tarmkanalen og munnen hos 40–60% av friske voksne. Det er vanligvis en kommensal organisme, men den kan bli patogen hos immunkompromitterte individer under en rekke forhold. Det er en av få arter av slekten Candida som forårsaker human infeksjon candidiasis , som skyldes en overvekst av soppen. Candidiasis blir for eksempel ofte observert hos HIV -infiserte pasienter. C. albicans er den vanligste sopparten som er isolert fra biofilm, enten dannet på (permanent) implantert medisinsk utstyr eller på menneskelig vev . C. albicans , C. tropicalis , C. parapsilosis og C. glabrata er sammen ansvarlig for 50–90% av alle tilfeller av candidiasis hos mennesker. Det er rapportert en dødelighet på 40% for pasienter med systemisk candidiasis på grunn av C. albicans . Etter et estimat forårsaker invasiv candidiasis på et sykehus 2.800 til 11.200 dødsfall årlig i USA. Likevel kan det hende at disse tallene ikke virkelig gjenspeiler den sanne omfanget av skade denne organismen forårsaker, gitt nye studier som indikerer at C. albicans kan krysse blod -hjerne -barrieren .

C. albicans brukes ofte som modellorganisme for sopppatogener. Det blir vanligvis referert til som en dimorf sopp siden den vokser både som gjær og filamentøse celler. Imidlertid har den flere forskjellige morfologiske fenotyper, inkludert ugjennomsiktige, GUT og pseudohyphale former. C. albicans ble lenge betraktet som en obligatorisk diploid organisme uten haploide stadier. Dette er imidlertid ikke tilfelle. Ved siden av et haploitt stadium kan C. albicans også eksistere i et tetraploid stadium. Sistnevnte dannes når diploide C. albicans -celler parrer seg når de er i ugjennomsiktig form. Den diploide genomstørrelsen er omtrent 29 Mb, og opptil 70% av proteinkodende gener har ennå ikke blitt karakterisert. C. albicans dyrkes lett i laboratoriet og kan studeres både in vivo og in vitro . Avhengig av media kan forskjellige studier gjøres ettersom media påvirker den morfologiske tilstanden til C. albicans . En spesiell type medium er CHROMagar ™ Candida, som kan brukes til å identifisere forskjellige candida -arter.

Etymologi

Candida albicans kan sees på som en tautologi . Candida kommer fra det latinske ordet candidus, som betyr hvit. Albicans selv er nåværende partisipp av det latinske ordet albicō, som betyr å bli hvit. Dette fører til at hvitt blir hvitt, noe som gjør det til en tautologi.

Det blir ofte kort tid omtalt som trost, candidiasis eller candida. Mer enn hundre synonymer har blitt brukt for å beskrive C. albicans . Over 200 arter er beskrevet i slekten candida. Den eldste referansen til trost, sannsynligvis forårsaket av C. albicans , dateres tilbake til 400 fvt i Hippokrates 'arbeid av epidemiene som beskriver oral candidiasis.

Genom

Candida albicans visualisert ved hjelp av skanningelektronmikroskopi. Legg merke til den store bindestrekmassen.
Candida albicans vokser på Sabouraud agar

Genomet til C. albicans er nesten 16 Mb for den haploide størrelsen (28 Mb for diploide stadiet) og består av 8 sett med kromosompar kalt chr1A, chr2A, chr3A, chr4A, chr5A, chr6A, chr7A og chrRA. Det andre settet ( C. albicans er diploid) har lignende navn, men med en B på slutten. Chr1B, chr2B, ... og chrRB. Hele genomet inneholder 6.198 åpne leserammer (ORF). Sytti prosent av disse ORFene er ennå ikke karakterisert. Hele genomet har blitt sekvensert, noe som gjør det til en av de første soppene som ble fullstendig sekvensert (ved siden av Saccharomyces cerevisiae og Schizosaccharomyces pombe ). Alle åpne leserammer (ORF) er også tilgjengelige i Gateway-tilpassede vektorer . Ved siden av dette ORFeome er det også tilgjengeligheten av et GRACE (generstatning og betinget uttrykk) bibliotek for å studere viktige gener i genomet til C. albicans . De mest brukte stammene for å studere C. albicans er WO-1 og SC5314 stammer. WO-1-stammen er kjent for å bytte mellom hvit-ugjennomsiktig form med høyere frekvens, mens SC5314-stammen er stammen som brukes for gensekvensreferanse.

En av de viktigste egenskapene til C. albicans -genomet er høy heterozygositet. På basis av denne heterozygositet ligger forekomsten av numeriske og strukturelle kromosom rearrangementer og endringer som middel for å generere genetiske diversitet ved kromosomlengde polymorfismer (sammentrekning / utvidelse gjentagelser), gjensidige translokasjoner , kromosomdelesjoner , Nonsynonymous enkelt-nukleotid polymorfismer og trisomy fra enkeltes kromosomer. Disse karyotypiske endringene fører til endringer i fenotypen, som er en tilpasningsstrategi for denne soppen. Disse mekanismene blir videre utforsket med tilgjengeligheten av den komplette analysen av C. albicans -genomet.

Et uvanlig trekk ved slekten Candida er at i mange av dens arter (inkludert C. albicans og C. tropicalis , men ikke for eksempel C. glabrata ) spesifiserer CUG -kodonet , som normalt spesifiserer leucine, serin i disse artene. Dette er et uvanlig eksempel på en avvik fra standard genetisk kode , og de fleste slike avganger er i startkodoner eller, for eukaryoter , mitokondrielle genetiske koder . Denne endringen kan i noen miljøer hjelpe disse Candida -artene ved å indusere en permanent stressrespons, en mer generalisert form for varmesjokkresponsen . Imidlertid gjør denne forskjellige kodonbruken det vanskeligere å studere C. albicans protein-protein-interaksjoner i modellorganismen S. cerevisiae . For å overvinne dette problemet ble det utviklet et C. albicans- spesifikt tohybridsystem .

Genomet til C. albicans er svært dynamisk, bidratt med den forskjellige CUG -oversettelsen, og denne variabiliteten har med fordel blitt brukt til molekylære epidemiologiske studier og populasjonsstudier i denne arten. Genom -sekvensen har gjort det mulig å identifisere tilstedeværelsen av en paraseksuell syklus (ingen oppdaget meiotisk inndeling ) hos C. albicans . Denne studien av utviklingen av seksuell reproduksjon hos seks Candida- arter fant nylige tap i komponenter i den store meiotiske crossover-formasjonsveien, men oppbevaring av en mindre vei. Forfatterne antydet at hvis Candida -arter gjennomgår meiose, er det med redusert maskineri eller forskjellige maskiner, og indikerte at ukjente meiotiske sykluser kan eksistere hos mange arter. I en annen evolusjonsstudie forårsaket introduksjon av delvis omdefinering av CUG -identitet (fra Candida -arter) i Saccharomyces cerevisiae -kloner en stressrespons som påvirket seksuell reproduksjon negativt. Denne definisjonen av CUG -identiteten, som forekommer hos forfedre til Candida -arter, ble antatt å låse disse artene i en diploid eller polyploid tilstand med mulig blokkering av seksuell reproduksjon.

Morfologi

C. albicans viser et bredt spekter av morfologiske fenotyper på grunn av fenotypisk bytte og bud til hyfa -overgang. Gjær-til-hyfer-overgangen (filamentering) er en rask prosess og indusert av miljøfaktorer. Fenotypisk bytte er spontan, skjer med lavere hastigheter og i visse stammer er opptil syv forskjellige fenotyper kjent. Den best studerte koblingsmekanismen er den hvite til ugjennomsiktige koblingen (en epigenetisk prosess). Andre systemer er også beskrevet. To systemer (høyfrekvent koblingssystem og hvitt til ugjennomsiktig bytte) ble oppdaget av David R. Soll og kolleger. Bytte i C. albicans påvirkes ofte, men ikke alltid, av miljøforhold som CO 2 -nivå , anaerobe forhold, medium som brukes og temperatur. I gjærformen C. albicans varierer fra 10 til 12 mikron . Sporer kan dannes på pseudohyphae kalt chlamydosporer som overlever når de settes i ugunstige forhold som tørre eller varme årstider.

En ugjennomsiktig koloni av C. albicans som vokser som gjærlignende celler med filamentøse C. albicans- celler på toppen

Bytte fra gjær til hyfa

Selv om det ofte blir referert til som dimorft , er C. albicans faktisk polyfenisk (ofte også referert til som pleomorf ). Når de dyrkes i standard gjærlaboratorium, vokser C. albicans som eggete "gjær" -celler. Imidlertid kan milde miljøendringer i temperatur, CO 2 , næringsstoffer og pH resultere i et morfologisk skifte til filamentøs vekst. Filamentøse celler deler mange likheter med gjærceller. Begge celletyper ser ut til å spille en spesifikk, særegen rolle i C. albicans overlevelse og patogenitet . Gjærceller ser ut til å være bedre egnet for spredning i blodet mens hyphale celler har blitt foreslått som en virulensfaktor. Hyphale celler er invasive og spekulert i å være viktige for vevspenetrasjon, kolonisering av organer og overlevende pluss rømmende makrofager. Overgangen fra gjær til bindestreker kalles en av nøkkelfaktorene i virulensen av C. albicans ; det anses imidlertid ikke som nødvendig. Når C. albicans -celler vokser i et medium som etterligner det fysiologiske miljøet til en menneskelig vert, vokser de som filamentøse celler (både sanne hyfer og pseudohyphae). C. albicans kan også danne klamydosporer , hvis funksjon forblir ukjent, men det spekuleres i at de spiller en rolle i å overleve tøffe miljøer, da de oftest dannes under ugunstige forhold.

CAMP-PKA-signalkaskaden er avgjørende for morfogenesen og en viktig transkripsjonell regulator for byttet fra gjærlignende celler til filamentøse celler er EFG1.

Runde, hvitfase og langstrakte, ugjennomsiktige, Candida albicans- celler: skalaen er 5 µm
I denne modellen av det genetiske nettverket som regulerer den hvit-ugjennomsiktige bryteren, representerer de hvite og gullkassene gener beriket i henholdsvis de hvite og ugjennomsiktige tilstandene. De blå linjene representerer relasjoner basert på genetisk epistase. Røde linjer representerer Wor1 -kontroll av hvert gen, basert på Wor1 -berikelse i kromatinimmunutfellingsforsøk. Aktivering (pilspiss) og undertrykkelse (bar) er utledet basert på hvitt og ugjennomsiktig tilstandsuttrykk for hvert gen.

Høyfrekvent bytte

I tillegg til den godt studerte gjær-til-hyfe-overgangen har andre koblingssystemer blitt beskrevet. Et slikt system er "høyfrekvent bytte" -systemet. Under denne vekslingen genereres forskjellige cellulære morfologier ( fenotyper ) spontant. Denne typen bytte skjer ikke i massevis, representerer et variabelsystem og det skjer uavhengig av miljøforhold. Stammen 3153A produserer minst syv forskjellige kolonimorfologier. I mange stammer konverterer de forskjellige fasene spontant til de andre med en lav frekvens. Bytte er reversibel, og kolonitype kan arves fra en generasjon til en annen. Å kunne bytte gjennom så mange forskjellige (morfologiske) fenotyper gjør C. albicans i stand til å vokse i forskjellige miljøer, både som en kommensal og som et patogen.

I 3153A -stammen er det funnet et gen kalt SIR2 (for stille informasjonsregulator), som synes å være viktig for fenotypisk bytte. SIR2 ble opprinnelig funnet i Saccharomyces cerevisiae (ølgjær), der den er involvert i kromosomal demping - en form for transkripsjonsregulering , der områder av genomet inaktiveres reversibelt av endringer i kromatinstruktur (kromatin er komplekset av DNA og proteiner som lage kromosomer ). I gjær finnes gener involvert i kontrollen av parringstype i disse stille områdene, og SIR2 undertrykker uttrykket ved å opprettholde en stille-kompetent kromatinstruktur i denne regionen. Oppdagelsen av en C. albicans SIR2 implisert i fenotypisk bytte antyder at den også har stille regioner kontrollert av SIR2 , der de fenotypespesifikke genene kan ligge. Hvordan SIR2 selv er regulert i S. cerevisiae kan ennå gi flere ledetråder om byttemekanismer for C. albicans .

Hvit-til-ugjennomsiktig bytte

Ved siden av dimorfismen og det først beskrevne høyfrekvente koblingssystemet C. albicans gjennomgår en annen høyfrekvent bytteprosess kalt hvit til ugjennomsiktig bytte, som er en annen fenotypisk koblingsprosess hos C. albicans . Det var det andre høyfrekvente koblingssystemet som ble oppdaget i C. albicans . Den hvite til ugjennomsiktige koblingen er et epigenetisk koblingssystem. Fenotypisk bytte brukes ofte til å referere til hvit-ugjennomsiktig bytte, som består av to faser: en som vokser som runde celler i glatte, hvite kolonier (referert til som hvit form) og en som er stavlignende og vokser som flat, grå kolonier (kalt ugjennomsiktig form). Denne overgangen fra hvite celler til ugjennomsiktige celler er viktig for virulensen og paringsprosessen til C. albicans, da den ugjennomsiktige formen er den parende kompetente formen, og er en million ganger mer effektiv i parring sammenlignet med den hvite typen. Denne vekslingen mellom hvit og ugjennomsiktig form reguleres av WOR1-regulatoren (White to Opaque Regulator 1) som styres av parringstypen locus (MTL) repressor (a1-α2) som hemmer uttrykket av WOR1. Foruten den hvite og ugjennomsiktige fasen er det også en tredje: den grå fenotypen. Denne fenotypen viser den høyeste evnen til å forårsake kutane infeksjoner. De hvite, ugjennomsiktige og grå fenotypene danner et fenotypisk koblingssystem som kan tristes. Siden det ofte er vanskelig å skille mellom hvite, ugjennomsiktige og grå celler, kan phloxine B, et fargestoff, tilsettes til mediet.

Et potensielt regulatorisk molekyl i hvitt til ugjennomsiktig bytte er Efg1p , en transkripsjonsfaktor som finnes i WO-1-stammen som regulerer dimorfisme, og mer nylig har blitt foreslått å hjelpe til med å regulere fenotypisk bytte. Efg1p uttrykkes bare i det hvite og ikke i gråcelletypen , og overuttrykk av Efg1p i gråformen forårsaker en rask konvertering til den hvite formen.

White-GUT-bryter

En helt spesiell type fenotypisk bryter er den hvite GUT-bryteren (Gastrointestinally-IndUced Transition). GUT -celler er ekstremt tilpasset overlevelse i fordøyelseskanalen ved metabolsk tilpasning til tilgjengelige næringsstoffer i fordøyelseskanalen. GUT -cellene lever som kommensale organismer og utkonkurrerer andre fenotyper. Overgangen fra hvite til GUT -celler drives av passasje gjennom tarmen der miljøparametere utløser denne overgangen ved å øke WOR1 -uttrykket.

Rolle i sykdom

Candida finnes over hele verden, men kompromitterer vanligvis immunsupprimerte personer som er diagnostisert med alvorlige sykdommer som HIV og kreft. Candida er rangert som en av de vanligste gruppene av organismer som forårsaker infeksjoner som er ervervet av sykehus . Spesielt høyrisikopersoner er pasienter som nylig har gjennomgått kirurgi, transplantasjon eller er på intensiven (ICU). C. albicans infeksjoner er den viktigste kilden til soppinfeksjoner hos kritisk syke eller på annen måte immunkompromitterte pasienter. Disse pasientene utvikler hovedsakelig orofaryngeal eller trost candidiasis, noe som kan føre til underernæring og forstyrre absorpsjonen av medisiner. Overføringsmetoder inkluderer mor til spedbarn gjennom fødsel, infeksjoner som er ervervet av mennesker til mennesker som oftest forekommer på sykehusinnstillinger hvor pasienter med nedsatt immunforsvar får gjæren fra helsepersonell og har en hendelsesrate på 40%. Folk kan bli smittet etter å ha hatt sex med en kvinne som har en eksisterende vaginal soppinfeksjon. Deler av kroppen som vanligvis er infisert inkluderer hud, kjønnsorganer, hals, munn og blod. Kjennetegn ved vaginal infeksjon inkluderer utslipp og tørt og rødt utseende av vaginal slimhinne eller hud. Candida fortsetter å være den fjerde vanligste isolerte organismen i infeksjoner i blodet. Friske mennesker lider vanligvis ikke (alvorlig) av overfladiske infeksjoner forårsaket av en lokal endring i cellulær immunitet sett av astmapasienter som bruker orale kortikosteroider.

Overfladiske og lokale infeksjoner

Det forekommer vanligvis som en overfladisk infeksjon på slimhinner i munnen eller skjeden. En gang i livet vil rundt 75% av kvinnene lide av vulvovaginal candidiasis (VVC), og omtrent 90% av disse infeksjonene er forårsaket av C. albicans . Det kan også påvirke en rekke andre regioner . For eksempel ble det rapportert om høyere forekomst av kolonisering av C. albicans hos unge individer med tungepiercing , sammenlignet med individer som ikke ble matchet. For å infisere vertsvev reagerer den vanlige encellede gjærlignende formen for C. albicans på miljøtegn og bytter til en invasiv, flercellet filamentform, et fenomen som kalles dimorfisme . I tillegg regnes en overvekstinfeksjon som en superinfeksjon, begrepet brukes vanligvis når en infeksjon blir opportunistisk og veldig motstandsdyktig mot soppdrepende midler. Det blir deretter undertrykkelig av antibiotika. Infeksjonen forlenges når den opprinnelige sensitive stammen erstattes av den antibiotikaresistente stammen.

Candidiasis er kjent for å forårsake gastrointestinale (GI) symptomer, spesielt hos pasienter med nedsatt immunforsvar eller hos steroider (f.eks. For behandling av astma ) eller antibiotika. Nylig har det kommet en litteratur om at en overvekst av sopp i tynntarmen hos ikke-immunkompromitterte personer kan forårsake uforklarlige GI-symptomer. Tynntarms soppvekst (SIFO) er preget av tilstedeværelsen av et stort antall sopporganismer i tynntarmen assosiert med gastrointestinale symptomer. De vanligste symptomene som ble observert hos disse pasientene var rapninger, oppblåsthet, fordøyelsesbesvær, kvalme, diaré og gass. Den eller de underliggende mekanismene som disponerer for SIFO er uklare. Ytterligere studier er nødvendig; både for å bekrefte disse observasjonene og for å undersøke den kliniske relevansen av soppvekst.

Systemiske infeksjoner

Systemiske soppinfeksjoner ( fungemier ) inkludert de av C. albicans har dukket opp som viktige årsaker til sykelighet og dødelighet hos pasienter med nedsatt immunforsvar (f.eks. AIDS , kreftkjemoterapi , organ- eller benmargstransplantasjon ). C. albicans danner ofte biofilmer inne i kroppen. Slike C. albicans biofilm kan dannes på overflaten av implanterbare medisinske enheter eller organer. I disse biofilmene finnes det ofte sammen med Staphylococcus aureus . Slike multispesinfeksjoner fører til høyere dødelighet. I tillegg har sykehuservervede infeksjoner av C. albicans blitt en årsak til store helseproblemer. Spesielt når candida -celler blir introdusert i blodet, kan det oppstå høy dødelighet, opptil 40–60%.

Selv om Candida albicans er den vanligste årsaken til candidemi , har det vært en nedgang i forekomsten og en økt isolasjon av ikke-albicans arter av Candida de siste årene. Forebyggende tiltak inkluderer å opprettholde en god munnhygiene, holde en sunn livsstil, inkludert god ernæring, forsiktig bruk av antibiotika, behandling av infiserte områder og å holde huden tørr og ren, fri for åpne sår.

C. albicans rolle i Crohns sykdom

Koblingen mellom C. albicans og Crohns sykdom har blitt undersøkt i en stor kohort. Denne studien viste at familiemedlemmer med flere tilfeller av Crohns sykdom var mer sannsynlig å bli kolonisert av C. albicans enn medlemmer av kontrollfamilier. Eksperimentelle studier viser at kjemisk indusert kolitt fremmer kolonisering av C. albicans . På sin side genererer kolonisering av C. albicans anti- Saccharomyces cerevisiae antistoffer (ASCA), øker betennelse, histologiske score og pro-inflammatorisk cytokinuttrykk.

Behandling

Det er relativt få medisiner som kan behandle candidiasis med hell. Behandlingen inkluderer vanligvis:

På samme måte som antibiotikaresistens, blir resistens mot mange soppdrepende midler et problem. Nye soppdrepende midler må utvikles for å håndtere dette problemet siden bare et begrenset antall soppdrepende midler er tilgjengelig. Et generelt problem er at i motsetning til bakterier blir sopp ofte oversett som et potensielt helseproblem.

Økonomiske konsekvenser

Gitt det faktum at candidiasis er den fjerde (til tredje) hyppigste infiserte sykehusinfeksjonen over hele verden, fører det til enorme økonomiske konsekvenser. Omtrent 60 000 tilfeller av systemisk candidiasis hvert år i USA alene fører til en kostnad på mellom 2–4 milliarder dollar. De totale kostnadene for candidiasis er blant de høyeste sammenlignet med andre soppinfeksjoner på grunn av den høye forekomsten. De enorme kostnadene forklares delvis av et lengre opphold på intensivavdelingen eller sykehuset generelt. Et forlenget opphold i opptil 21 dager til sammenlignet med ikke-infiserte pasienter er ikke uvanlig.

Utvikling av biofilm

Biofilm dannelse trinn

Biofilmen til C. albicans dannes i fire trinn. Først er det det første vedheftstrinnet, der gjærformcellene fester seg til underlaget. Det andre trinnet kalles Mellomtrinn , hvor cellene formerer seg for å danne mikrokolonier , og kimrør dannes for å gi hyfer. I modningstrinnet utvides biofilmbiomassen, den ekstracellulære matrisen akkumuleres og stoffresistensen øker. I det siste trinnet med biofilmdannelse frigjøres gjærformcellene for å kolonisere omgivelsene (dispersjon). Gjærceller frigjort fra en biofilm har nye egenskaper, inkludert økt virulens og medikamenttoleranse.

Zap1

Zap1, også kjent som Csr1 og Sur1 (sinkresponsivt aktivatorprotein), er en transkripsjonsfaktor som er nødvendig for hyfadannelsen i C. albicans biofilm. Zap1 kontrollerer likevekten til gjær- og hyphalceller, sinktransportører og sinkregulerte gener i biofilm av C. albicans .

Sink

Sink (Zn 2+ ) er viktig for cellefunksjonen til C. albicans og Zap1 kontrollerer sinknivået i cellene gjennom sinktransportørene Zrt1 og Zrt2. Reguleringen av sinkkonsentrasjon i cellene er viktig for cellelevedyktigheten, og hvis sinknivået blir for høyt, er det giftig for cellene. Zrt1 transporterer sinkionene med høy affinitet og Zrt2 transporterer sinkionene med lav affinitet.

Mekanismer og proteiner viktige for patogenese

Filamentasjon

Evnen til å bytte mellom gjærceller og hyphale celler er en viktig virulensfaktor. Mange proteiner spiller en rolle i denne prosessen. Filamentering i C. albicans er en veldig kompleks prosess. Dannelsen av hyfer kan for eksempel hjelpe Candida albicans å rømme fra makrofager i menneskekroppen. Videre gjennomgår C. albicans gjær-til-hyphal overgang i det sure makrofagfagosomet. Dette forårsaker i utgangspunktet fagosommembran distensjon som til slutt fører til fagosomal alkalinisering ved fysisk ruptur, etterfulgt av flukt.

Hwp1

Hwp1 står for Hyphal wall protein 1. Hwp1 er et mannoprotein som ligger på overflaten av hyfer i den hyfale formen av C. albicans . Hwp1 er et transglutaminasesubstrat fra pattedyr . Dette vertsenzymet gjør at Candida albicans kan feste seg stabilt til epitelceller. Adhesjon av C. albicans til vertsceller er et viktig første trinn i infeksjonsprosessen for kolonisering og påfølgende induksjon av slimhinneinfeksjon.

Slr1

Det RNA-bindende proteinet Slr1 spiller en rolle i å sette i gang hyfaldannelse og virulens hos C. albicans .

Candidalysin

Candidalysin er et cytolytisk 31-aminosyre a-helisk peptidtoksin som frigjøres av C. albicans under hyphal dannelse. Det bidrar til virulens under slimhinneinfeksjoner.

Genetiske og genomiske verktøy

På grunn av sin natur som modellorganisme, et viktig menneskelig patogen og alternativ kodonbruk (CUG oversatt til serin i stedet for leucin), har flere spesifikke prosjekter og verktøy blitt opprettet for å studere C. albicans . Den diploide naturen og fraværet av en seksuell syklus gjør det imidlertid vanskelig å studere organisme. I løpet av de siste 20 årene har imidlertid mange systemer blitt utviklet for å studere C. albicans på et mer grundig genetisk nivå.

Markeringsmarkører

De mest brukte seleksjonsmarkørene i C. albicans er CaNAT1 -resistensmarkøren (gir resistens mot nourseothricin ) og MPAr eller IMH3r (gir resistens mot mykofenolsyre ). Ved siden av de ovennevnte seleksjonsmakerne ble det generert noen få auxotrofe stammer for å jobbe med auxotrofe produsenter. Den URA3 markør (URA3-blaster metode) er en ofte brukt strategi i uridin auxotrofiske stammer; studier har imidlertid vist at forskjeller i URA3 -posisjon i genomet kan være involvert i patogenien til C. albicans . I tillegg til URA3 -utvalget kan man også bruke histidin, leucin og arginin autotrofi. Fordelen med å bruke disse autotrofiene ligger i det faktum at de viser virulens av villtype eller nesten villtype i en musemodell sammenlignet med URA3-systemet. En anvendelse av leucin, arginin og histidin autotrofi er for eksempel candida to-hybrid system.

Full sekvens genom

Hele genomet til C. albicans har blitt sekvensert og gjort offentlig tilgjengelig i en Candida -database . Den heterozygote diploide stammen som brukes til dette full -genom -sekvensprosjektet er laboratoriestammen SC5314. Sekvensering ble utført ved bruk av en helgenoms haglegeværmetode.

ORFeome -prosjekt

Hver forutsagt ORF er blitt opprettet i en gateway -tilpasset vektor (pDONR207) og gjort offentlig tilgjengelig. Vektorene ( plasmider ) kan formeres i E. coli og dyrkes på LB+ gentamicin -medium. På denne måten er hver ORF lett tilgjengelig i en brukervennlig vektor. Ved å bruke gateway -systemet er det mulig å overføre ORF av interesse til en hvilken som helst annen gateway -tilpasset vektor for videre studier av den spesifikke ORF.

CIp10 integrerende plasmid

I motsetning til gjær holder S. cerevisiae episomale plasmider seg ikke stabile i C. albicans . For å arbeide med plasmider i C. albicans må en integrativ tilnærming (plasmidintegrasjon i genomet) derfor brukes. Et annet problem er at de fleste plasmidtransformasjoner er ganske ineffektive i C. albicans ; Imidlertid overvinner CIp10 -plasmidet disse problemene og kan enkelt brukes til å transformere C. albicans på en veldig effektiv måte. Plasmidet integreres inne i RP10 -lokuset da forstyrrelse av en RP10 -allel ikke ser ut til å påvirke levedyktigheten og veksten av C. albicans . Flere tilpasninger av dette plasmidet har blitt gjort etter at originalen ble tilgjengelig.

Candida to-hybrid (C2H) system

På grunn av avvikende kodonbruk av C. albicans er det mindre mulig å bruke den vanlige vertsorganismen ( Saccharomyces cerevisiae ) til tohybride studier . For å overvinne dette problemet ble det opprettet et C. albicans to-hybrid (C2H) system. Stammen SN152 som er auxotrof for leucin, arginin og histidin ble brukt til å lage dette C2H -systemet. Den ble tilpasset ved å integrere et HIS1 -reportergen foran fem LexAOp -sekvenser. I C2H -systemet inneholder agnplasmidet (pC2HB) Staphylococcus aureus LexA BD, mens byttedyrplasmidet (pC2HP) har det virale AD VP16. Begge plasmidene er integrerende plasmider siden episomale plasmider ikke holder seg stabile i C. albicans . Reportergenet som brukes i systemet er HIS1 -genet. Når proteiner interagerer, vil cellene kunne vokse på medium som mangler histidin på grunn av aktiveringen av HIS1 -reportergenet . Flere interaksjoner har så langt blitt oppdaget ved bruk av dette systemet i en lav skala oppsett. En første screening med høy gjennomstrømning har også blitt utført. Interaktive proteiner finnes på BioGRID .

Bimolekylær fluorescenskomplementering (BiFC)

I tillegg til C2H-systemet er det utviklet et BiFC- system for å studere protein-protein-interaksjoner i C. albicans . Med disse systemene kan proteininteraksjoner studeres på deres opprinnelige subcellulære plassering i motsetning til et C2H -system der proteinene tvinges inn i kjernen. Med BiFC kan man for eksempel studere proteininteraksjoner som finner sted ved cellemembranen eller vakuolær membran.

Mikroarrays

Både DNA- og proteinmikroarrays ble designet for å studere DNA -ekspresjonsprofiler og antistoffproduksjon hos pasienter mot C. albicans celleveggproteiner.

GRACE bibliotek

Ved bruk av et tetracyklin-regulerbart promotersystem ble det opprettet et bibliotek for generstatning og betinget uttrykk (GRACE) for 1 152 gener. Ved å bruke den regulerbare promotoren og ha slettet 1 av allelene til det spesifikke genet var det mulig å skille mellom ikke-essensielle og essensielle gener. Av de testede 1 152 gener viste 567 seg å være essensielle. Kunnskapen om essensielle gener kan brukes til å oppdage nye soppdrepende midler.

CRISPR/Cas9

CRISPR/Cas9 er tilpasset for bruk i C. albicans . Flere studier har blitt utført ved hjelp av dette systemet.

Søknad innen ingeniørfag

C. albicans har blitt brukt i kombinasjon med karbon-nanorør (CNT) for å produsere stabile elektrisk ledende bio-nano-komposittvevsmaterialer som har blitt brukt som temperaturfølende elementer.

Bemerkelsesverdige forskere fra C. albicans

Se også

Referanser

Videre lesning

Eksterne linker