Aus dem Institut für Mikrobiologie und Hygiene
der Medizinischen Fakultät der Charité – Universitätsmedizin Berlin

DISSERTATION

„Entwicklung von Mikrosatellitenmarkern für populationsgenetische Untersuchungen bei Leishmania infantum

Zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor medicinae (Dr. med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät der Charité –
Universitätsmedizin Berlin

von
Sebastian Hertweck

aus Karlsruhe

Dekan: Prof. Dr. Joachim W. Dudenhausen,
Prof. Dr. med. Martin Paul

Gutachter:
1. Prof. Dr. Wolfgang Presber
2. Prof. Dr. Heidrun Moll
3. Prof. Dr. Christian Bogdan

Datum der Promotion: 19. 7. 2004

Abstract

Leishmania infantum ist für einen beträchtlichen Teil der viszeralen Leishmaniosen weltweit verantwortlich. Die allgemein anerkannte Methode zu Klassifizierung wie auch zur Identifizierung von Leishmanien ist die Isoenzymanalyse. Speziell für L. infantum reicht das Auflösungsvermögen dieser Methodik allerdings nicht aus, da mehr als 80 % der analysierten Stämme dem prädominanten Zymodem MON-1 angehören. In dieser Arbeit wurden Primerpaare für die Amplifikation von 15 unabhängigen Mikrosatelliten entwickelt. Das verwendete Protokoll zur Erstellung einer angereicherten genetischen Bibliothek ist leicht für andere Leishmanienspezies adaptierbar. Die Marker wurden an 13 Stämmen des L. donovani-Komplexes getested mit Schwerpunkt auf L. infantum MON-1. Die berechneten Dendrogramme entsprachen weitestgehend den Ergebnissen früherer, auf genotypischen Methoden basierenden phylogenetischen Studien. In Abhängigkeit von Zymodem und Spezies wurden unterschiedlich hohe Anteile heterogener Allele beobachtet.

Das ist der erste Satz von unabhängigen Mikrosatellitenmarkern entwickelt speziell für L. infantum, der groß genug für phylogenetische Anwendungen ist. Für jedem untersuchten Stamm wurde ein eigener Multilocus-Genotyp beobachtet, was diese Methode zu einem wichtigen Werkzeug für epidemiologische und populationsgenetische Untersuchungen macht.

Eigene Schlagworte: Leishmania donovani-Komplex, Leishmania infantum, Mikrosatellit, Populationsgenetik

Abstract

Leishmania infantum is responsible for a large proportion of visceral leishmaniasis all over the world. The universally accepted standard method for characterizing and identification of Leishmania is the isoenzyme analysis. Especially for L. infantum, this procedure lacks of discriminative power because the predominant zymodeme MON-1 is represented by more than 80 % of the analysed isolates. In this study, PCR assays amplifying 15 independent microsatellites were developed using a method to create highly enriched libraries that can easily be adapted for other species of Leishmania. The panel of markers was tested for 13 strains of the L. donovani complex with main emphasis on L. infantum MON-1. The calculated dendrograms corresponded to the results of former phylogenetic investigations based on genotypic methods. Depending of zymodeme and species, different degrees of allelic heterozygosity were observed.

This is the first set of independent microsatellite markers especially developed for L. infantum, which is large enough for phylogenetic applications. An unique multi locus genotype is produced for each analysed isolate what makes this approach to a powerful tool for epidemiological and population genetic investigations.

Keywords: Leishmania donovani complex, Leishmania infatum, microsatellite, population genetics

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01.02.2005