Charakterisierung von sRNA in Listeria monocytogenes

Abstract

Die ubiquitäre Verbreitung von Listeria monocytogenes stellt in der Lebensmittelbranche ein ernsthaftes Problem dar. Der Kontakt des Erregers ist vor allem für immunsupprimierte Personen und Neugeborene mit einem hohen letalen Risiko verbunden. Dabei machen es insbesondere die niedrigen Überlebensanforderungen und die hohe Stressresistenz schwer, den Keim wirksam zu bekämpfen. Die Möglichkeit das Bakterium als potentiellen Vektor für zukünftige Behandlungen zu verwenden, macht L. monocytogenes zu einem Organismus mit großem therapeutischen Potential und vielen Forschungsansätzen. Dabei ist besonders die Fähigkeit zur Überwindung von Gewebebarrieren hervorzuheben. Innerhalb des menschlichen Körpers ist L. monocytogenes in der Lage das Darmepithel, die Blut-Hirn- und die Plazentaschranke zu durchdringen. Dies hat zur Folge, dass sich die Listeriose in verschiedenen Formen manifestieren kann.Die Erforschung des Replikationserfolges unter verschiedenen Bedingungen ist ein Teil dieser Arbeit. Dabei wird die Rolle der small non-coding RNA innerhalb der letzten Jahre in steigendem Maße als ein Kernbereich für Kontrolle und Adaptation von Abläufen innerhalb des bakteriellen Lebenszyklus erkannt. Ihre abstimmende und regulierende Wirkung stellt eine optimale, schnell verfügbare und flexible Anpassung an sich verändernde Bedingungen des Umgebungsmilieus dar. Die Untersuchung der Einflüsse von sRNA-Sequenzen unter verschiedenen Bedingungen und die Möglichkeit ihre Auswirkungen auf den Gesamtprozess der Proliferation zu beobachten und zu analysieren, geben Aufschluss über den Stellenwert, den man der sRNA im Hinblick auf die Vernetzung innerhalb des Genoms beimessen muss.Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, in-silico analysierte sRNA des Genoms von Listeria monocytogenes EGD-e durch in-vivo Experimenten zu untersuchen. Die generierten sRNA Kandidaten sind auf ihre Fähigkeiten bezüglich des Wachstums unter extrazellulären Bedingungen, wie dem Einfluss von Ethanol und Wasserstoffperoxid untersucht worden. Dabei zeigt sich verringertes Wachstum unter Normalbedingungen, und eine Umkehr unter dem Einfluss von H2O2. Der Zusatz von Ethanol führt zu einer generellen Verlangsamung des Wachstums.Die intrazelluläre Proliferation nach Infektion in verschiedenen Versuchsmodellen zeigt mit steigender Komplexität des Versuchsorganismus eine signifikante Diskrepanz zwischen dem Wildtyp L. monocytogenes EGD-e und den Deletionsmutanten. Davon ausgenommen bleibt delta lmo0559, welche keine sRNA Mutante sonder die Deletion eines vermuteten Proteins ist. Besonders die sRNA-Kandidaten deltarli31, deltarli33-1 und deltarli50* zeigen die beschriebene Tendenz im Mausmodell. Hier ergeben sich signifikante Unterschiede, bezüglich des Vermögens der intrazellulären Replikation. The universal dissemination of Listeria monocytogenes is a serious problem in food industries. Especially old people and newborn children have a high lethal risk in contact to the pathogen. The reduction of listeria contamination is barely possible, respecting low survival requirements and potent stress-resistance factors.Listeria monocytogenes shows high ambitions as a potential vector for upcoming therapeutic strategies. The skills of crossing tissues like the blood-brain-, placenta- and intestinal barrier are certain abilities for diversified manifestations of listeriosis and therefore promising factors of coming therapeutic approaches. The exploration of listeria replication-success under different conditions is an integral part of this paper. The role of small non coding RNA, as an eminent factor for controlling and adaptation in bacteria life cycles, has been recognized within the last years. The sRNA-effects of regulation and tuning are fast available, flexible and optimal supporters for adapted survival in changing environments. Analysis of sRNA sequences under changing influences is an opportunity to observe effects in proliferation progresses. Consequences can be linked to significant changes of the network of genetic factors.The present paper analyses sRNAs screened out of in-silico dissections in in-vivo experiments. The generated sRNA candidates were tested in extracellular conditions. Reduced growing abilities in sRNA mutants were detected under standard conditions. Differences in growing characteristics were observed under influence of H2O2, while the use of ethanol showed no significant differences, except a general declaration in reproduction velocity.Intracellular proliferation was tested in three different experimental lines. Notable is a rising discrepancy between wild type L. monocytogenes and generated mutant candidates by increasing complexity of host organisms. Exception of this trend is deltalmo0559, which is not a classic sRNA mutant, but the deletion of a suspected protein. Especially sRNA candidates deltarli31, deltarli33-1 and deltarli50* show the tendency described above in mice experiments. The results offer significant differences between wild type and generated mutants in intracellular reproduction abilities.