Candida albicans -Candida albicans
| Candida albicans | |
|---|---|
|
|
| Candida albicans visualiseret ved gramfarvning og mikroskopi. Bemærk hyfer og chlamydosporer , der er 2-4 µm i diameter. | |
| Videnskabelig klassificering | |
| Kongerige: | |
| Division: | |
| Klasse: | |
| Bestille: | |
| Familie: | |
| Slægt: | |
| Arter: |
C. albicans
|
| Binomisk navn | |
|
Candida albicans ( C.-P. Robin ) Berkhout (1923)
|
|
| Synonymer | |
|
|
Candida albicans er en opportunistisk patogen gær, der er et almindeligt medlem af den menneskelige tarmflora . Det kan også overleve uden for menneskekroppen. Det påvises i mave -tarmkanalen og munden hos 40-60% af raske voksne. Det er normalt en kommensal organisme, men det kan blive patogent hos immunkompromitterede personer under forskellige forhold. Det er en af de få arter af slægten Candida, der forårsager den menneskelige infektion candidiasis , som skyldes en overvækst af svampen. Candidiasis observeres for eksempel ofte hos HIV -inficerede patienter. C. albicans er den mest almindelige svampeart isoleret fra biofilm, der enten er dannet på (permanent) implanteret medicinsk udstyr eller på menneskeligt væv . C. albicans , C. tropicalis , C. parapsilosis og C. glabrata er sammen ansvarlige for 50–90% af alle tilfælde af candidiasis hos mennesker. En dødelighed på 40% er blevet rapporteret for patienter med systemisk candidiasis på grund af C. albicans . Efter et estimat forårsager invasiv candidiasis på et hospital 2800 til 11.200 dødsfald årligt i USA. Ikke desto mindre afspejler disse tal muligvis ikke det sande omfang af skade, som denne organisme forårsager, givet nye undersøgelser, der tyder på, at C. albicans kan krydse blod -hjerne -barrieren .
C. albicans bruges almindeligvis som modelorganisme for svampepatogener. Det omtales generelt som en dimorf svamp, da den vokser både som gær og filamentøse celler. Det har imidlertid flere forskellige morfologiske fænotyper, herunder uigennemsigtige, GUT og pseudohyphale former. C. albicans blev i lang tid betragtet som en obligatorisk diploid organisme uden et haploid stadium. Dette er imidlertid ikke tilfældet. Ved siden af et haploid stadium kan C. albicans også eksistere i et tetraploid stadium. Sidstnævnte dannes, når diploide C. albicans -celler parrer sig, når de er i den uigennemsigtige form. Diploid genomstørrelsen er cirka 29 Mb, og op til 70% af de proteinkodende gener er endnu ikke blevet karakteriseret. C. albicans dyrkes let i laboratoriet og kan studeres både in vivo og in vitro . Afhængigt af medierne kan forskellige undersøgelser udføres, da medierne påvirker den morfologiske tilstand af C. albicans . En særlig type medium er CHROMagar ™ Candida, som kan bruges til at identificere forskellige arter af candida.
Etymologi
Candida albicans kan ses som en tautologi . Candida kommer fra det latinske ord candidus, der betyder hvid. Albicans selv er det nuværende participium af det latinske ord albicō, hvilket betyder at blive hvid. Dette fører til, at hvid bliver hvid, hvilket gør det til en tautologi.
Det omtales ofte kort som trøske, candidiasis eller candida. Mere end hundrede synonymer er blevet brugt til at beskrive C. albicans . Over 200 arter er blevet beskrevet inden for candida -slægten. Den ældste henvisning til trost, sandsynligvis forårsaget af C. albicans , går tilbage til 400 fvt i Hippokrates 'arbejde med epidemierne, der beskriver oral candidiasis.
Genom
Genomet for C. albicans er næsten 16Mb for haploide størrelsen (28Mb for diploide stadiet) og består af 8 sæt kromosompar kaldet chr1A, chr2A, chr3A, chr4A, chr5A, chr6A, chr7A og chrRA. Det andet sæt ( C. albicans er diploid) har lignende navne, men med et B i slutningen. Chr1B, chr2B, ... og chrRB. Hele genomet indeholder 6.198 åbne læserammer (ORF'er). Halvfjerds procent af disse ORF'er er endnu ikke blevet karakteriseret. Hele genomet er blevet sekvenseret, hvilket gør det til en af de første svampe, der blev fuldstændigt sekventeret (ved siden af Saccharomyces cerevisiae og Schizosaccharomyces pombe ). Alle åbne læserammer (ORF'er) er også tilgængelige i Gateway-tilpassede vektorer . Ved siden af dette ORFeome er der også tilgængelighed af et GRACE (genudskiftning og betinget ekspression) bibliotek til at studere essentielle gener i C. albicans genom . De mest almindeligt anvendte stammer til undersøgelse af C. albicans er WO-1 og SC5314 stammer. WO-1-stammen vides at skifte mellem hvid uigennemsigtig form med højere frekvens, mens SC5314-stammen er stammen, der bruges til gensekvensreference.
Et af de vigtigste træk ved C. albicans genom er den høje heterozygositet. Ved bunden af denne heterozygositet ligger forekomsten af numeriske og strukturelle kromosomale omlejringer og ændringer som middel til at generere genetisk diversitet ved kromosom polymorfier (sammentrækning / udvidelse af gentagelser), gensidige translokationer , kromosom deletioner , synonyme enkelt-nucleotid polymorfismer og trisomi individuelle kromosomer. Disse karyotypiske ændringer fører til ændringer i fænotypen, som er en tilpasningsstrategi for denne svamp. Disse mekanismer undersøges yderligere med tilgængeligheden af den komplette analyse af C. albicans -genomet.
Et usædvanligt træk ved slægten Candida er, at i mange af dens arter (herunder C. albicans og C. tropicalis , men ikke f.eks. C. glabrata ) specificerer CUG -codonet , som normalt specificerer leucin, serin i disse arter. Dette er et usædvanligt eksempel på en afvigelse fra den genetiske standardkode , og de fleste afvigelser er i startkodoner eller, for eukaryoter , mitokondrielle genetiske koder . Denne ændring kan i nogle miljøer hjælpe disse Candida -arter ved at fremkalde en permanent stressreaktion, en mere generaliseret form for varmechokresponsen . Denne forskellige kodonbrug gør det imidlertid vanskeligere at studere C. albicans protein-protein-interaktioner i modelorganismen S. cerevisiae . For at overvinde dette problem blev et C. albicans- specifikt to-hybrid system udviklet.
Genomet for C. albicans er yderst dynamisk, bidraget med den forskellige CUG -oversættelse, og denne variabilitet er med fordel blevet brugt til molekylære epidemiologiske undersøgelser og populationsstudier i denne art. Genom -sekvensen har gjort det muligt at identificere tilstedeværelsen af en paraseksuel cyklus (ingen påvist meiotisk opdeling ) i C. albicans . Denne undersøgelse af udviklingen af seksuel reproduktion i seks Candida- arter fandt nylige tab i komponenter i den store meiotiske crossover-dannelsesvej, men fastholdelse af en mindre vej. Forfatterne foreslog, at hvis Candida -arter gennemgår meiose, er det med reduceret maskineri eller forskellige maskiner, og angav, at ukendte meiotiske cyklusser kan eksistere i mange arter. I en anden evolutionær undersøgelse forårsagede introduktion af delvis omdefinering af CUG -identitet (fra Candida -arter) i Saccharomyces cerevisiae -kloner et stressrespons, der påvirkede seksuel reproduktion negativt. Denne omdefinering af CUG -identitet, der forekommer hos forfædre til Candida -arter, blev antaget at låse disse arter i en diploid eller polyploid tilstand med mulig blokering af seksuel reproduktion.
Morfologi
C. albicans udviser en bred vifte af morfologiske fænotyper på grund af fænotypisk omstilling og knop til hyfa -overgang. Gær-til-hyfer-overgangen (filamentering) er en hurtig proces og fremkaldt af miljøfaktorer. Fenotypisk omskiftning er spontan, sker ved lavere hastigheder og i visse stammer kendes op til syv forskellige fænotyper. Den bedst studerede koblingsmekanisme er den hvide til uigennemsigtige switch (en epigenetisk proces). Andre systemer er også blevet beskrevet. To systemer (højfrekvent koblingssystem og hvidt til uigennemsigtigt skifte) blev opdaget af David R. Soll og kolleger. Skift i C. albicans er ofte, men ikke altid, påvirket af miljøforhold såsom CO 2 -niveau , anaerobe forhold, anvendt medium og temperatur. I sin gærform varierer C. albicans fra 10 til 12 mikron . Sporer kan dannes på pseudohyphae kaldet chlamydosporer, som overlever, når de sættes under ugunstige forhold såsom tørre eller varme årstider.
Skift fra gær til hypha
Selvom C. albicans ofte omtales som dimorf , er det faktisk polyfenisk (ofte også omtalt som pleomorft ). Når de dyrkes i standard gærlaboratorium, vokser C. albicans som ægformede "gær" -celler. Imidlertid kan milde miljøændringer i temperatur, CO 2 , næringsstoffer og pH resultere i et morfologisk skift til filamentøs vækst. Filamentøse celler deler mange ligheder med gærceller. Begge celletyper synes at spille en specifik, karakteristisk rolle i C. albicans overlevelse og patogenicitet . Gærceller synes at være bedre egnet til formidling i blodbanen, mens hyphalceller er blevet foreslået som en virulensfaktor. Hyphale celler er invasive og spekuleres i at være vigtige for vævsindtrængning, kolonisering af organer og overlevende plus undslippe makrofager. Overgangen fra gær til hyphale celler betegnes som en af nøglefaktorerne i virulensen af C. albicans ; det anses dog ikke for nødvendigt. Når C. albicans -celler vokser i et medium, der efterligner det menneskelige værts fysiologiske miljø, vokser de som trådformede celler (både sande hyfer og pseudohyphae). C. albicans kan også danne chlamydosporer , hvis funktion forbliver ukendt, men det spekuleres i, at de spiller en rolle i at overleve barske miljøer, da de oftest dannes under ugunstige forhold.
CAMP-PKA-signalkaskaden er afgørende for morfogenesen og en vigtig transkriptionel regulator for skiftet fra gærlignende celler til filamentøse celler er EFG1.
Højfrekvent omskiftning
Udover den velstuderede gær-til-hyfer-overgang er andre koblingssystemer blevet beskrevet. Et sådant system er "højfrekvent switch" -systemet. Under denne omskiftning genereres forskellige cellulære morfologier ( fænotyper ) spontant. Denne type omskiftning forekommer ikke massivt, repræsenterer et variabelsystem, og det sker uafhængigt af miljøforhold. Stammen 3153A producerer mindst syv forskellige kolonimorfologier. I mange stammer konverterer de forskellige faser spontant til de andre (r) ved en lav frekvens. Skiftet er reversibelt, og kolonitype kan arves fra en generation til en anden. At være i stand til at skifte igennem så mange forskellige (morfologiske) fænotyper gør C. albicans i stand til at vokse i forskellige miljøer, både som en kommensal og som et patogen.
I 3153A -stammen er der fundet et gen kaldet SIR2 (for stille informationsregulator), som synes at være vigtigt for fænotypisk omskiftning. SIR2 blev oprindeligt fundet i Saccharomyces cerevisiae (bryggergær), hvor det er involveret i kromosomal dæmpning - en form for transkriptionel regulering , hvor områder af genomet inaktiveres reversibelt af ændringer i kromatinstruktur (kromatin er komplekset af DNA og proteiner, der lave kromosomer ). I gær findes gener, der er involveret i kontrollen af parringstype, i disse tavse områder, og SIR2 undertrykker deres udtryk ved at opretholde en tøjkompetent kromatinstruktur i denne region. Opdagelsen af en C. albicans SIR2 impliceret i fænotypisk omskiftning tyder på, at den også har tavse regioner kontrolleret af SIR2 , hvor de fænotypespecifikke gener kan opholde sig. Hvordan SIR2 selv er reguleret i S. cerevisiae, kan endnu give flere spor om skiftemekanismerne for C. albicans .
Hvid-til-uigennemsigtig omskiftning
Ved siden af dimorfismen og det først beskrevne højfrekvente koblingssystem gennemgår C. albicans en anden højfrekvent koblingsproces kaldet hvid til uigennemsigtig omskiftning, hvilket er en anden fænotypisk koblingsproces i C. albicans . Det var det andet højfrekvente koblingssystem opdaget i C. albicans . Den hvide til uigennemsigtige omskiftning er et epigenetisk koblingssystem. Fenotypisk omskiftning bruges ofte til at henvise til hvid-uigennemsigtig omskiftning, som består af to faser: en, der vokser som runde celler i glatte, hvide kolonier (kaldet hvid form) og en, der er stavlignende og vokser som flad, grå kolonier (kaldet uigennemsigtig form). Denne omstilling fra hvide celler til uigennemsigtige celler er vigtig for virulensen og parringsprocessen for C. albicans, da den uigennemsigtige form er den parringskompetente form, der er en million gange mere effektiv i parring sammenlignet med den hvide type. Denne omskiftning mellem hvid og uigennemsigtig form reguleres af WOR1-regulatoren (hvid til uigennemsigtig regulator 1), som styres af parringstypen locus (MTL) repressor (a1-α2), der hæmmer ekspressionen af WOR1. Udover den hvide og uigennemsigtige fase er der også en tredje: Den grå fænotype. Denne fænotype viser den højeste evne til at forårsage kutane infektioner. De hvide, uigennemsigtige og grå fænotyper danner et fænotypisk koblingssystem, der kan tristes. Da det ofte er svært at skelne mellem hvide, uigennemsigtige og grå celler, kan phloxin B, et farvestof, tilsættes til mediet.
Et potentielt regulatorisk molekyle i det hvide til uigennemsigtige skifte er Efg1p , en transkriptionsfaktor, der findes i WO-1-stammen, der regulerer dimorfisme, og for nylig er det blevet foreslået at hjælpe med at regulere fænotypisk omskiftning. Efg1p udtrykkes kun i den hvide og ikke i den grå celletype, og overekspression af Efg1p i den grå form forårsager en hurtig konvertering til den hvide form.
White-GUT switch
En helt særlig type fænotypisk switch er den hvide GUT-switch (Gastrointestinally-IndUced Transition). GUT -celler er ekstremt tilpasset overlevelse i fordøjelseskanalen ved metaboliske tilpasninger til tilgængelige næringsstoffer i fordøjelseskanalen. GUT -cellerne lever som kommensale organismer og udkonkurrerer andre fænotyper. Overgangen fra hvide til GUT -celler drives af passage gennem tarmen, hvor miljøparametre udløser denne overgang ved at øge WOR1 -udtrykket.
Rolle i sygdom
Candida findes på verdensplan, men kompromitterer oftest immunkompromitterede personer med diagnosen alvorlige sygdomme som HIV og kræft. Candida er rangeret som en af de mest almindelige grupper af organismer, der forårsager hospitalserhvervede infektioner . Især personer med høj risiko er patienter, der for nylig har været opereret, transplanteret eller er på intensivafdelingen (ICU), C. albicans- infektioner er den øverste kilde til svampeinfektioner hos kritisk syge eller på anden måde immunkompromitterede patienter. Disse patienter udvikler overvejende oropharyngeal eller thrush candidiasis, hvilket kan føre til fejlernæring og forstyrre absorptionen af medicin. Overførselsmetoder omfatter mor til spædbarn gennem fødslen, mennesker-til-mennesker erhvervede infektioner, der oftest forekommer på hospitaler, hvor immunkompromitterede patienter erhverver gæren fra sundhedspersonale og har en hændelsesrate på 40%. Folk kan blive smittet efter at have haft sex med en kvinde, der har en eksisterende vaginal gærinfektion. Dele af kroppen, der er almindeligt inficerede, omfatter hud, kønsorganer, hals, mund og blod. Kendetegn ved vaginal infektion omfatter udflåd og tørt og rødt udseende af vaginal slimhinde eller hud. Candida er fortsat den fjerde mest isolerede organisme i infektioner i blodbanen. Friske mennesker lider normalt ikke (alvorligt) af overfladiske infektioner forårsaget af en lokal ændring i cellulær immunitet set af astmapatienter, der bruger orale kortikosteroider.
Overfladiske og lokale infektioner
Det forekommer normalt som en overfladisk infektion på slimhinder i munden eller skeden. En gang i deres liv vil omkring 75% af kvinderne lide af vulvovaginal candidiasis (VVC), og omkring 90% af disse infektioner er forårsaget af C. albicans . Det kan også påvirke en række andre regioner . For eksempel blev der rapporteret om højere forekomst af kolonisering af C. albicans hos unge individer med tungepiercing i sammenligning med unpierced matchede individer. For at inficere værtsvæv reagerer den sædvanlige encellede gærlignende form af C. albicans på miljømæssige signaler og skifter til en invasiv, flercellet filamentform, et fænomen kaldet dimorfisme . Derudover betragtes en overvækstinfektion som en superinfektion, udtrykket sædvanligvis anvendes, når en infektion bliver opportunistisk og meget resistent over for svampedræbende midler. Det bliver derefter undertrykkeligt af antibiotika. Infektionen forlænges, når den oprindelige følsomme stamme erstattes af den antibiotikaresistente stamme.
Candidiasis vides at forårsage gastrointestinale (GI) symptomer, især hos immunkompromitterede patienter eller patienter, der modtager steroider (f.eks. Til behandling af astma ) eller antibiotika. For nylig er der en ny litteratur om, at en overvækst af svamp i tyndtarmen hos ikke-immunkompromitterede personer kan forårsage uforklarlige GI-symptomer. Tyndtarms svampeovervækst (SIFO) er kendetegnet ved tilstedeværelsen af et for stort antal svampeorganismer i tyndtarmen forbundet med gastrointestinale symptomer. De mest almindelige symptomer observeret hos disse patienter var rapninger, oppustethed, fordøjelsesbesvær, kvalme, diarré og gas. Den eller de bagvedliggende mekanismer, der disponerer for SIFO, er uklare. Yderligere undersøgelser er nødvendige; både for at bekræfte disse observationer og for at undersøge den kliniske relevans af svampetilvækst.
Systemiske infektioner
Systemiske svampeinfektioner ( fungemier ) herunder C. albicans har vist sig som vigtige årsager til morbiditet og dødelighed hos immunkompromitterede patienter (f.eks. AIDS , kræftkemoterapi , organ- eller knoglemarvstransplantation ). C. albicans danner ofte biofilm inde i kroppen. Sådanne C. albicans biofilm kan dannes på overfladen af implanterbart medicinsk udstyr eller organer. I disse biofilm findes det ofte sammen med Staphylococcus aureus . Sådanne infektioner med flere arter fører til højere dødelighed. Derudover er hospitalserhvervede infektioner af C. albicans blevet en årsag til store sundhedsmæssige bekymringer. Især når candida -celler introduceres i blodbanen, kan en høj dødelighed forekomme op til 40-60%.
Selvom Candida albicans er den mest almindelige årsag til candidæmi , har der været et fald i forekomsten og en øget isolering af ikke-albicans arter af Candida i de seneste år. Forebyggende foranstaltninger omfatter opretholdelse af en god mundhygiejne, en sund livsstil, herunder god ernæring, omhyggelig brug af antibiotika, behandling af inficerede områder og at holde huden tør og ren, fri for åbne sår.
C. albicans rolle i Crohns sygdom
Forbindelsen mellem C. albicans og Crohns sygdom er blevet undersøgt i en stor kohorte. Denne undersøgelse viste, at familiemedlemmer med flere tilfælde af Crohns sygdom var mere tilbøjelige til at blive koloniseret af C. albicans end medlemmer af kontrolfamilier. Eksperimentelle undersøgelser viser, at kemisk induceret colitis fremmer kolonisering af C. albicans . Til gengæld genererer kolonisering af C. albicans anti- Saccharomyces cerevisiae antistoffer (ASCA), øger inflammation, histologiske scoringer og pro-inflammatorisk cytokinekspression.
Behandling
Der er relativt få lægemidler, der med succes kan behandle candidiasis. Behandlingen omfatter normalt:
- amphotericin B , echinocandin eller fluconazol til systemiske infektioner
- nystatin til orale og esophageal infektioner
- clotrimazol til hud- og genital gærinfektioner
På samme måde som antibiotikaresistens er resistens over for mange antisvampe ved at blive et problem. Nye svampedræbende midler skal udvikles for at klare dette problem, da kun et begrænset antal svampedræbende midler er tilgængelige. Et generelt problem er, at svampe i modsætning til bakterier ofte overses som et potentielt sundhedsproblem.
Økonomiske konsekvenser
I betragtning af at candidiasis er den fjerde (til tredje) hyppigste hospitalserhvervede infektion på verdensplan, fører det til enorme økonomiske konsekvenser. Cirka 60.000 tilfælde af systemisk candidiasis hvert år i USA alene fører til en omkostning på mellem 2-4 milliarder dollar. De samlede omkostninger til candidiasis er blandt de højeste sammenlignet med andre svampeinfektioner på grund af den høje forekomst. De enorme omkostninger forklares til dels af et længere ophold på intensivafdelingen eller hospitalet generelt. Et forlænget ophold i op til 21 dage mere i forhold til ikke-inficerede patienter er ikke ualmindeligt.
Biofilm udvikling
Biofilm dannelse trin
Biofilmen til C. albicans dannes i fire trin. For det første er der det første adhæsionstrin, hvor gærformcellerne klæber til substratet. Det andet trin kaldes Mellemtrin, hvor cellerne formerer sig for at danne mikrokolonier , og kimrør dannes for at give hyfer. I modningstrinnet udvider biofilmbiomassen sig, den ekstracellulære matrix akkumuleres, og lægemiddelresistens stiger. I det sidste trin i dannelsen af biofilm frigives gærformcellerne for at kolonisere det omgivende miljø (dispersion). Gærceller frigivet fra en biofilm har nye egenskaber, herunder øget virulens og lægemiddeltolerance.
Zap1
Zap1, også kendt som Csr1 og Sur1 (zink-responsivt aktivatorprotein), er en transkriptionsfaktor, som er nødvendig for hyfadannelsen i C. albicans biofilm. Zap1 styrer ligevægten mellem gær- og hyphalceller, zinktransportører og zinkregulerede gener i biofilm af C. albicans .
Zink
Zink (Zn 2+ ) er vigtig for cellefunktionen af C. albicans, og Zap1 styrer zinkniveauerne i cellerne gennem zinktransportørerne Zrt1 og Zrt2. Reguleringen af zinkkoncentration i cellerne er vigtig for cellens levedygtighed, og hvis zinkniveauerne bliver for høje, er det giftigt for cellerne. Zrt1 transporterer zinkionerne med høj affinitet, og Zrt2 transporterer zinkionerne med lav affinitet.
Mekanismer og proteiner vigtige for patogenese
Filamentation
Evnen til at skifte mellem gærceller og hyphale celler er en vigtig virulensfaktor. Mange proteiner spiller en rolle i denne proces. Filamentering i C. albicans er en meget kompleks proces. Dannelsen af hyfer kan for eksempel hjælpe Candida albicans med at flygte fra makrofager i menneskekroppen. Desuden undergår C. albicans gær-til-hyphal overgang inden for det sure makrofag fagosom. Dette forårsager i første omgang fagosommembran distension, som til sidst fører til fagosomal alkalinisering ved fysisk brud efterfulgt af flugt.
Hwp1
Hwp1 står for Hyphal wall protein 1. Hwp1 er et mannoprotein placeret på hyfernes overflade i den hyfale form af C. albicans . Hwp1 er et transglutaminasesubstrat fra pattedyr . Dette værtsenzym giver Candida albicans mulighed for stabilt at vedhæfte epithelceller. Adhæsion af C. albicans til værtsceller er et vigtigt første trin i infektionsprocessen for kolonisering og efterfølgende induktion af slimhindeinfektion.
Slr1
Det RNA-bindende protein Slr1 spiller en rolle i tilskyndelsen til hyphal dannelse og virulens hos C. albicans .
Candidalysin
Candidalysin er et cytolytisk 31-aminosyre a-helix peptidtoksin, der frigives af C. albicans under hyphal dannelse. Det bidrager til virulens under slimhindeinfektioner.
Genetiske og genomiske værktøjer
På grund af dens natur som modelorganisme, som er et vigtigt menneskeligt patogen og den alternative kodonbrug (CUG oversat til serin frem for leucin), er der blevet skabt flere specifikke projekter og værktøjer til at studere C. albicans . Den diploide natur og fraværet af en seksuel cyklus gør det imidlertid svært at studere organisme. I de sidste 20 år er der imidlertid blevet udviklet mange systemer til at studere C. albicans på et mere dybtgående genetisk niveau.
Markeringsmarkører
De mest anvendte selektionsmarkører i C. albicans er CaNAT1 -resistensmarkøren (giver resistens mod nourseothricin ) og MPAr eller IMH3r (giver resistens over for mycophenolsyre ). Ved siden af de ovennævnte selektionsproducenter blev der genereret et par auxotrofiske stammer til at arbejde med auxotrofiske producenter. Den URA3 markør (URA3 blaster-metoden) er en ofte anvendte strategi i uridin- auxotrofe stammer; undersøgelser har imidlertid vist, at forskelle i URA3 -position i genomet kan være involveret i patogenien af C. albicans . Udover URA3 -udvælgelsen kan man også bruge histidin, leucin og arginin autotrofi. Fordelen ved at bruge disse autotrofier ligger i, at de udviser vildtype eller næsten vildtype virulens i en musemodel sammenlignet med URA3-systemet. En anvendelse af leucin, arginin og histidin autotrofi er f.eks. Candida to-hybridsystemet.
Fuld sekvens genom
Hele genomet af C. albicans er blevet sekventeret og gjort offentligt tilgængeligt i en Candida -database . Den heterozygote diploide stamme, der bruges til dette fulde genom -sekvensprojekt, er laboratoriestammen SC5314. Sekventeringen blev udført ved hjælp af en hel-genom haglgevær tilgang.
ORFeome -projekt
Hver forudsagt ORF er blevet oprettet i en gateway -tilpasset vektor (pDONR207) og gjort offentligt tilgængelig. Vektorerne ( plasmider ) kan formeres i E. coli og dyrkes på LB+ gentamicin -medium. På denne måde er enhver ORF let tilgængelig i en brugervenlig vektor. Ved hjælp af gateway -systemet er det muligt at overføre ORF af interesse til en hvilken som helst anden gateway -tilpasset vektor til yderligere undersøgelser af den specifikke ORF.
CIp10 integrerende plasmid
I modsætning til gæren forbliver episomale plasmider fra S. cerevisiae ikke stabile i C. albicans . For at arbejde med plasmider i C. albicans skal der således bruges en integrerende tilgang (plasmidintegration i genomet). Et andet problem er, at de fleste plasmidtransformationer er temmelig ineffektive i C. albicans ; CIp10 -plasmidet overvinder imidlertid disse problemer og kan let bruges til at transformere C. albicans på en meget effektiv måde. Plasmidet integreres inde i RP10 -locus, da afbrydelse af en RP10 -allel ikke ser ud til at påvirke levedygtigheden og væksten af C. albicans . Flere tilpasninger af dette plasmid er blevet foretaget, efter at originalen blev tilgængelig.
Candida to-hybrid (C2H) system
På grund af den afvigende codon-brug af C. albicans er det mindre muligt at bruge den fælles værtsorganisme ( Saccharomyces cerevisiae ) til tohybride undersøgelser . For at overvinde dette problem blev et C. albicans to-hybrid (C2H) system oprettet. Stammen SN152, der er auxotrof for leucin, arginin og histidin, blev brugt til at skabe dette C2H -system. Det blev tilpasset ved at integrere et HIS1 -reportergen forud for fem LexAOp -sekvenser. I C2H -systemet indeholder agnplasmidet (pC2HB) Staphylococcus aureus LexA BD, mens byttedyrplasmidet (pC2HP) har det virale AD VP16. Begge plasmider er integrerende plasmider, da episomale plasmider ikke forbliver stabile i C. albicans . Det reportergen, der bruges i systemet, er HIS1 -genet. Når proteiner interagerer, vil cellerne kunne vokse på medium, der mangler histidin på grund af aktiveringen af HIS1 -reportergenet . Flere interaktioner er hidtil blevet opdaget ved hjælp af dette system i en lav skala opsætning. En første screening med høj gennemstrømning er også blevet udført. Interaktive proteiner kan findes på BioGRID .
Bimolekylær fluorescenskomplementering (BiFC)
Udover C2H- systemet er der blevet udviklet et BiFC- system til undersøgelse af protein-protein-interaktioner i C. albicans . Med disse systemer kan proteininteraktioner studeres på deres native subcellulære placering i modsætning til et C2H -system, hvor proteinerne tvinges ind i kernen. Med BiFC kan man for eksempel undersøge proteininteraktioner, der finder sted ved cellemembranen eller vakuolær membran.
Mikroarrays
Både DNA- og proteinmikroarrays blev designet til at studere DNA -ekspressionsprofiler og antistofproduktion hos patienter mod C. albicans cellevægsproteiner.
GRACE bibliotek
Ved hjælp af et tetracyclin-regulerbart promotorsystem blev et genudskiftnings- og betinget ekspression (GRACE) bibliotek oprettet for 1.152 gener. Ved at bruge den regulerbare promotor og have slettet 1 af allelerne i det specifikke gen var det muligt at skelne mellem ikke-essentielle og essentielle gener. Af de testede 1.152 gener viste 567 sig at være essentielle. Viden om essentielle gener kan bruges til at opdage nye antifungale midler.
CRISPR/Cas9
CRISPR/Cas9 er blevet tilpasset til brug i C. albicans . Flere undersøgelser er blevet udført ved hjælp af dette system.
Ansøgning inden for teknik
C. albicans er blevet brugt i kombination med carbon nanorør (CNT) til at producere stabile elektrisk ledende bio-nano-komposit vævsmaterialer, der er blevet brugt som temperaturfølende elementer.
Bemærkelsesværdige forskere fra C. albicans
Se også
- Tarmpermeabilitet
- Torula gær ( Candida utilis )
- Neonatal infektion
- Codon brug
Referencer
Yderligere læsning
- Odds, Frank C. (1988). Candida og candidose (2. udgave). Baillière Tindall. ISBN 978-0702012655.
- Waldman A, Gilhar A, Duek L, Berdicevsky I (maj 2001). "Incidens af Candida ved psoriasis - en undersøgelse af svampeflora hos psoriasispatienter". Mykoser . 44 (3–4): 77–81. doi : 10.1046/j.1439-0507.2001.00608.x . PMID 11413927 . S2CID 36201859 .
- Zordan RE, Miller MG, Galgoczy DJ, Tuch BB, Johnson AD (oktober 2007). "Interlocking Transcriptional Feedback Loops Control White-Opaque Switching in Candida albicans" . PLOS Biologi . 5 (10): e256. doi : 10.1371/journal.pbio.0050256 . PMC 1976629 . PMID 17880264 .
- Rossignol T, Lechat P, Cuomo C, Zeng Q, Moszer I, d'Enfert C (januar 2008). "CandidaDB: en multi-genom database for Candida arter og beslægtet Saccharomycotina" . Nucleic Acids Research . 36 (Databaseproblem): D557–61. doi : 10.1093/nar/gkm1010 . PMC 2238939 . PMID 18039716 .
- "Hvordan Candida albicans skifter fænotype - og tilbage igen: SIR2 -dæmpningsgenet har indflydelse på Candidas kolonitype" . NCBI Kaffebrydning . 1999-11-24 . Hentet 2008-11-02 .