Strukturelle und funktionelle Charakterisierung einer neuen genomischen Insel in einer endemisch verbreiteten monophasischen Variante von Salmonella Typhimurium

Simon, Sandra

In den letzten Jahren hat sich eine monophasische Salmonella Typhimurium-Variante zu einem der bedeutendsten Erreger lebensmittel-assoziierter Infektionen in Deutschland und vielen anderen europäischen Staaten entwickelt. Stämme des Lysotyps DT193 mit der Vierfachresistenz ASSuT sind dabei in Deutschland klar vorherrschend. Genom-basierte Untersuchungen an Vertretern dieses dominanten Typs zeigten benachbart dem thrW tRNA-Locus ein neuartiges 18.4 kb Fragment, das die wesentlichen Kriterien einer genomischen Insel erfüllt. Die Leserahmensuche ergab 27 ORFs, zu denen sich häufig Homologe in E. coli und Shigella-Genomen fanden. Für 26 Leserahmen konnten Transkripte nachgewiesen werden. Der Abgleich mit Protein-Datenbanken ergab v. a. Übereinstimmungen mit Phagen-assoziierten Proteinen, denen bislang keine Funktionen zugeordnet wurden. Zudem wurden in silico drei ORF-Produkte als Typ III-abhängig sekretierte Effektoren identifiziert. Für das ORF 10-Produkt konnte die Sekretion experimentell bestätigt werden, das beteiligte Sekretionssystem konnte allerdings nicht identifiziert werden. Möglicherweise sind mehrere T3SS von S. Typhimurium dazu in der Lage oder es liegt ein anderer Sekretionsmechanismus zugrunde. Zell- sowie Mausinfektionsversuche ergaben keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Wildtyp und der insel-deletierten Mutante in Bezug auf das Invasions- bzw. intrazelluläre Replikationsvermögen. Dagegen konnte nachgewiesen werden, dass die Insel in der Lage ist, außerhalb des Chromosoms ein zirkuläres Intermediat zu bilden. Dieses Element konnte durch Konjugation auf einen geeigneten Rezipienten übertragen werden. Zusammenfassend ergeben sich aus der vorliegenden Arbeit umfassende Informationen zur Struktur, Verbreitung und Übertragbarkeit der neuen Insel. Ihre Rolle im Lebenszyklus der monophasischen Salmonella Typhimurium-Variante konnte dagegen bislang nicht geklärt werden und lässt somit Raum für zukünftige Untersuchungen.

Recently, a monophasic variant of Salmonella Typhimurium has become one of the predominant agents causing foodborne infections in humans in Germany and several other European countries. One strain type characterised by phage type DT193 and ASSuT tetra-drug resistance clearly dominates in Germany. Genome-based analyses displayed an 18.4 kb fragment adjacent to the thrW tRNA locus in this dominant strain type showing the basic characteristics of a genomic island. Sequencing of the detected insertion revealed 27 open reading frames with homologous sequences found for most of them in E. coli and Shigella genomes. Transcripts have been shown for 26 ORFs. Protein alignment analyses produced mainly phage-related but uncharacterized gene products. Additional in silico applications predicted three type III-secreted effectors. Although secretion had been confirmed for the ORF 10 product, the underlying system could not be identified. The protein seems to be secreted either by more than one of the S. Typhimurium T3SS or Type III-independently. Cell and mouse infection experiments revealed no differences between wildtype and its island-deleted mutant strain regarding the invasion or replication capacities. However, it had been shown that the island is able to form a circular intermediate and therefore can be mobilized under certain conditions. Broth mating experiments resulted in the successful conjugational transfer of the 18.4 kb island from the donor to an appropriate Salmonella recipient strain. So, although this study provides detailed information about the structure, the dissemination and the transferability of the novel genomic island, its role in the life cycle of the monophasic Salmonella Typhimurium variant remains unclear and awaits further investigation.

Vorschau

Zitieren

Zitierform:

Simon, Sandra: Strukturelle und funktionelle Charakterisierung einer neuen genomischen Insel in einer endemisch verbreiteten monophasischen Variante von Salmonella Typhimurium. 2013.

Zugriffsstatistik

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

Details anzeigen

Rechte

Nutzung und Vervielfältigung:
Alle Rechte vorbehalten

Export