Stadiendifferenzierung in Toxoplasma gondii Mutanten mit Defekten in der mitochondrialen Atmungskette

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Während der Differenzierung von Tachyzoiten zu Bradyzoiten finden in Toxoplasma gondii signifikante Veränderungen des Genexpressionsprofils und des Metabolismus´ statt. Insbesondere der Kohlenhydratstoffwechsel scheint sich während der Stadienkonversion zu ändern: (i) Bradyzoiten exprimieren andere glykolytische Isoenzyme als Tachyzoiten; (ii) in Bradyzoiten lassen sich einige Enzymaktivitäten des Tricarbonsäurezyklus nicht nachweisen; (iii) Bradyzoiten sind im Gegensatz zu Tachyzoiten resistent gegenüber Inhibitoren der mitochondrialen Atmungskette. Diese Indizien führen zu der Hypothese, dass nur in Tachyzoiten eine mitochondriale ATP-Synthese stattfindet, während Bradyzoiten ausschließlich auf die Glykolyse angewiesen sind. Wir möchten den Zusammenhang zwischen Kohlenhydratstoffwechsel und Differenzierung anhand von induzierbaren knock-out Mutanten im Detail untersuchen. Es sollen Deletionsmutanten für folgende Enzyme hergestellt werden: (i) Alternative-NADH-Oxidoreduktase; (ii) Succinatdehydrogenase, (iii) Ubiquinol:cytochrome-c Oxidoreductase und (iv) ATP-Synthase. Diese Mutanten werden zeigen, ob eine Funktionsminderung bzw. ein Funktionsverlust der mitochondrialen Atmungskette zu einer veränderten Genexpression und eventuell zu einer spontanen Differenzierung in das Bradyzoitenstadium führt. Außerdem wird untersucht, inwieweit die Mutanten den Verlust der mitochondrialen ATP-Produktion durch eine gesteigerte Glykolyse kompensieren können.