Wirtszellinfektion durch Salmonella Typhimurium: Charakterisierung von neuen Genen mit Virulenzfaktorpotential

Jaschinski, Katrin

Um zum Verständnis der Wirtszellinfektionsverläufe von Salmonella Typhimurium beizutragen, befasst sich diese Arbeit mit der Identifizierung und Charakterisierung neuer potentieller Virulenzgene dieses bedeutenden zoonotischen Infektionserregers. Im ersten Teil wurde dazu ein für Legionella etabliertes Amöben-Screening-Modell genutzt. Hierbei bilden avirulente Legionellen eine charakteristische Koloniemorphologie aus. Analog wurden Tn5-mutagenisierte Salmonella Klonbänke auf unterschiedliche Sensitivität gegenüber Amöben im agar-basierten Screen untersucht. Im Genom der isolierten putativ avirulenten Salmonellen wurden die Transposoninsertionsorte bestimmt. Hierbei konnten die Tn5-Lokalisationen in bekannten sowie in möglichen neuen Virulenz-assoziierten Genen mit potentieller metabolischer, Chaperon-, Transport- und hypothetischer Funktion bestimmt werden. Die Testung der letztgenannten Mutanten auf ihre quantitative Infektionsfähigkeit in phagozytierenden und nicht-phagozytierenden Säuger-Zelllinien zeigte jedoch keine essentielle Rolle der identifizierten Gene. Möglicherweise sind die identifizierten Gene wichtig für die Salmonellen-Amöben-Interaktion was zukünftig im Amöbeninfektionsmodell untersucht werden sollte. Im zweiten Teil wurde mittels Genomsequenzanalysen gezeigt das Salmonella Typhimurium zwei Patatin-ähnliche Proteine besitzt. Diese als YchK und YjjU annotierten Proteine wurden charakterisiert und hinsichtlich ihrer potentiellen Funktion als Virulenzfaktoren untersucht. Mit rekombinant exprimierten affinitätschromatografisch gereinigtem YchK und YjjU wurde erstmals Phospholipase A Aktivität mit Substratspezifität beider Proteine vor allem gegenüber Phosphatidylglyzerol als auch gegenüber Phosphatidylcholin nachgewiesen. In vitro Infektionsexperimenten mit ychK-, yjjU-Einzel- und Doppel-Deletionsmutanten zeigten eine Entbehrlichkeit beider Patatin-ähnlichen Proteine. Es steht noch aus zu prüfen, ob diese Gene eine Rolle bei in vivo Infektionen spielen.

In order to understand the host cell infection processes of Salmonella Typhimurium, this work deals with the identification and characterization of novel virulence genes associated with this important zoonotic pathogen. In the first part an amoebic screening model established for Legionella was used. In this model avirulent Legionellae form a characteristic colony morphology. Analogously Tn5-mutagenized Salmonella clone banks were tested for different sensitivity to amoebae in an agar-based screen. In the genome of the isolated putative avirulent Salmonella, insertion sites of the transposon were determined. Tn5-localizations were detected in known virulence-associated genes as well as in putative novel virulence-associated genes with potential metabolic, chaperoning, transport, or hypothetical function. Testing of the latter mutants for quantitative infectivity in phagocytic and non-phagocytic mammalian cells showed that these genes did not play an essential role. The significance of these genes should be further investigated by means of an effective quantitative amoeba infection model. In the second part, genome sequence analysis revealed that Salmonella Typhimurium possesses two patatin-like proteins. These proteins, annotated as YchK and YjjU, were characterized and tested for their hypothetical function as virulence factors. Recombinantly expressed and affinity chromatography purified YchK and YjjU showed phospholipase A activity with substrate specificity of both proteins towards phosphatidylglycerol and phosphatidylcholine. In vitro infection experiments with ychK-, yjjU-single and double deletion mutants showed dispensability of these genes. It needs to be determined whether these proteins possess a role for in vivo virulence.

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Jaschinski, Katrin: Wirtszellinfektion durch Salmonella Typhimurium: Charakterisierung von neuen Genen mit Virulenzfaktorpotential. 2012.

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