| Autor(en): |
Ute Böhnke |
Titel: |
Charakterisierung und Bedeutung der Plasmide p1ColV 5155 und p2 5155 für den aviären pathogenen E. coli-Stamm IMT5155 |
| Gutachter: |
L. H. Wieler; E. Schneider; K. Heuner |
| Erscheinungsdatum: |
02.08.2010 |
| Volltext: |
pdf
(urn:nbn:de:kobv:11-100177128)
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| Fachgebiet(e): |
Biowissenschaften, Biologie |
| Schlagwörter (ger): |
Genregulation, APEC, ColV-Plasmid, zoonotisches Risiko, eisenakquirierende Systeme, Persistenz in Makrophagen |
| Schlagwörter (eng): |
gene regulation, APEC, ColV-plasmid, zoonotic risk, acquisition systems for iron, persistence in macrophages |
| Einrichtung: |
Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I |
| Lizenz: |
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| Zitationshinweis: |
Böhnke, Ute:
Charakterisierung und Bedeutung der Plasmide p1ColV 5155 und p2 5155 für den aviären pathogenen E. coli-Stamm IMT5155;
Dissertation,
Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I , publiziert am 02.08.2010, urn:nbn:de:kobv:11-100177128
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| Abstract (ger): |
| In der vorliegenden Arbeit wurde das Colicin V-codierende Plasmid p1ColV5155 des aviär pathogenen E. coli-Stammes (APEC) IMT5155 (O2:K1:H5) weitestgehend sequenzanalysiert und seine virulenzassoziierten Eigenschaften untersucht. Das ~ 180 kb große p1ColV5155 weist mit EitABC, EtsABCD, Salmochelin, SitABCD und Aerobaktin fünf ABC-Transportsysteme auf, deren Bedeutung für die Aufnahme von Eisenionen für die letztgenannten zwei Systeme mit Hilfe von Cosmidklonen (GB5155cD34, GB5155cD27) in einer Enterobaktin-negativen E. coli 1017-Transformante mittels CAS-Assays nachgewiesen werden konnte. Eine signifikante regulatorische Bedeutung von Eisenionen für die Expression plasmidcodierter virulenzassoziierter Faktoren konnte durch beta-Galaktosidase-Expressionsassays in einer IMT5155-Mutante (Iln) für das Serumresistenz steigernde Protein Iss, nicht jedoch für das Temperatursensitive Hämagglutinin (Tsh) nachgewiesen werden. Eine Aktivitätssteigerung beider Promotoren wurde durch eine gute Nährstoffversorgung bei einer Wachstumstemperatur von 37 °C erreicht. Insgesamt lassen die Studienergebnisse darauf rückschließen, dass der Promotor von tsh im Gegensatz zu iss sehr viel schwächer ist und spezifischer reguliert wird. In vivo-Versuche mit einer p1ColV5155-E. coli K12-Transformante (IMTp1D01) hatte weder Morbidität noch Mortalität der infizierten 5 Wochen alten SPF-Hühner zur Folge. Verschiedene in vitro-Versuche ergaben, dass das Plasmid nicht konjugationsfähig und über Generationen sehr stabil in der E. coli K12-Transformante nachzuweisen war. Das Plasmid vermittelte der Transformante eine erhöhte Resistenz beim Wachstum in Hühnerserum sowie eine erhöhte Tenazität in Makrophagen (Maus, J774). Damit weist das ColV-Plasmid eine Reihe genetischer Eigenschaften auf, die den APEC und anderen extraintestinal pathogenen E. coli-Stämmen sowohl eine Steigerung der Fitness in der Umwelt als auch ihre Vermehrung im Blut von Mensch und Tier ermöglichen.
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| Abstract (eng): |
| In this study a high molecular weight, colicin V encoding plasmid p1ColV5155 of APEC strain IMT5155 (O2:K1:H5) was nearly complete sequenced and analysed. The most prevalent virulence traits of the ~ 180 kb plasmid are serum resistance (increased serum survival protein, Iss), adhesion (temperature-sensitive hemagglutinin, Tsh) and five different ABC-transport systems (EitABC, EtsABCD, salmochelin, SitABCD and aerobactin), the latter three being acquisition systems for iron. Studies with cosmids (GB5155cD34, GB5155cD27) which possess only sequences of p1ColV5155 salmochelin and aerobactin in an enterobactin-deficient E. coli1017, confirmed their importance for iron acquisition. The importance of iron in the regulation of the assumed virulence associated genes of the ColV-plasmid was tested especially for the promoter activity of iss and tsh. Expression studies in beta-galactosidase mutated strain of IMT5155 (Iln) corroborated the importance of environmental factors including source of sugar and a temperature of 37 °C of both promoter activities. The lack of iron decreases, and growth on serum increased the promoter activity of iss. In contrast the activity of the tsh promoter was much weaker and there was no indication found for iron-depending factors which regulate the promoter in a special way. Results of in vivo assays with a p1ColV5155-transformant of E. coli K12 (IMTp1D01) in five week old SPF-chickens did not result in disease. However, the presence of p1ColV5155 in the E. coli K12-strain was solid and increased the ability of the transformant to avoid destruction by bactericidal effects of macrophages (mouse, J774) and to survive in serum in vitro. In summary the ColV-plasmid seams to increase the fitness of the APEC and other extraintestinal pathogenic E. coli. Multiple iron acquisition and a potent defending system of the host serum help to remain to the environmental and in blood of human and animals alike.
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