Isolation of Pseudomonas aeruginosa phages and their application for the analysis of lipopolysaccharides

Garbe, Julia

Zwei lytische Pseudomonas aeruginosa spezifische Phagen wurden isoliert und charakterisiert. Diese Phagen gehören zur Familie Myoviridae und erkennen das Lipopolysaccharid (LPS) des Wirtes als Rezeptor. Beide Phagen lysieren ein breites Spektrum unterschiedlicher P. aeruginosa Umwelt- und klinischer Isolate, sowie Stämme mit einem mukoiden Phänotyp. Die Charakterisierung wurde mit der Sequenzierung beider Phagengenome vervollständigt. Phage JG004 zeigte geringe Ähnlichkeiten zu bisher beschriebenen Phagen. Es wurde gezeigt, dass der Phage von der Transkriptions- sowie DNA Replikationsmaschinerie des Wirtes unabhängig ist, aber auf die Spermidin Synthese des Wirtes angewiesen ist. Das Genom von JG004 weist zwölf tRNAs auf, die offensichtlich für eine optimierte Translation der Phagen mRNA benötigt werden. Phage JG024 wurde über den Genomvergleich als ein neues Mitglied der PB1-ähnlichen Phagen identifiziert. LPS-spezifische Phagen ermöglichen die Untersuchung verschiedener Fragestellungen zum bakteriellen LPS. In diesem Teil der Arbeit wurde die Rolle des verkürzten LPS bei multiresistenten P. aeruginosa Stämmen untersucht. Ein Phagen-basiertes in vitro System wurde etabliert, um P. aeruginosa Stämme mit verändertem LPS zu identifizieren. Es wurde bewiesen, dass das verkürzte LPS aufgrund des Antibiotikastresses ensteht und zur Antibiotikatoleranz beiträgt, indem es die Toleranz gegenüber oxidativem Stress erhöht. Mutationen in dem Gen PA5001, welches für eine mögliche Glykosyltransferase codiert, konnten als Ursache für das verkürzte LPS identifiziert werden. Charakterisierung einer P. aeruginosa PA5001 Deletionsmutante bestätigte, dass die Verkürzung des LPS die Toleranz gegenüber oxidativem Stress erhöht. Eine mögliche Beteiligung des Lipoproteins OprI an dem Mechanismus der Stresstoleranz konnte gezeigt werden.

Two new lytic Pseudomonas aeruginosa specific phages were isolated and characterized. These phages belong to the family Myoviridae and recognize lipopolysaccharide (LPS) as host receptor. Both phages infect a broad variety of different P. aeruginosa strains, isolated from the environment or clinic. Even strains with mucoid phenotype were lysed by these phages. The characterization was completed by DNA sequence determination of both phage genomes. Phage JG004 showed low similarities to other already sequenced phages. This phage is independent from the host transcriptional and DNA replication machinery but depends on spermidine synthesis of the host. The JG004 genome encodes twelve tRNAs, most likely for the improvement of phage mRNA translation. Phage JG024 was identified as a new member of the described PB1-like phages. LPS-specific phages are suitable tools for the investigation of various questions regarding bacterial LPS. In this study, we investigated the impact of truncated LPS on antibiotic tolerance of multiresistant P. aeruginosa strains. A phage based in vitro system was established to isolate and investigate P. aeruginosa strains with variation in the LPS structure. We demonstrated that mutants with truncated LPS emerge in response to antibiotic stress. Modified LPS contributes to the antibiotic tolerance by enhancing the tolerance to oxidative stress. Moreover, we identified mutations in the gene PA5001, a probable glycosyltransferase, as the cause for the LPS alterations. A P. aeruginosa PA5001 deletion mutant was constructed to confirm our results that truncation of the LPS leads to oxidative stress tolerance. The possible involvement of the lipoprotein OprI in the mechanism of the stress tolerance was shown.

Vorschau

Zitieren

Zitierform:

Garbe, Julia: Isolation of Pseudomonas aeruginosa phages and their application for the analysis of lipopolysaccharides. 2010.

Zugriffsstatistik

Gesamt:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:
12 Monate:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:

Details anzeigen

Rechte

Nutzung und Vervielfältigung:
Alle Rechte vorbehalten

Export