Evolution mikrobieller Pathogenitat: Salmonella Pathogenitatsinsel 2 als Paradigma fur horizontalen Gentransfer

Published: Oct. 24, 2002, 11 a.m.

b'Diese Arbeit setzt sich mit den molekularen Mechanismen der Evolution von Virulenzfaktoren in Salmonella auseinander. Es wurde ein auf Sequenzvergleichen basierendes Verfahren eingesetzt, um neue lateral erworbene Elemente zu identifizieren, die m\\xf6glicherweise Hinweise auf die Entwicklung von Virulenz und Wirtsspezifit\\xe4t innerhalb der Gattung Salmonella geben k\\xf6nnen. Mit Hilfe genetischer Analysen sollte dar\\xfcber Aufschluss gewonnen werden, auf welche Weise diese genetischen Elemente in neue Wirtsgenome gelangen k\\xf6nnen.\\nDes Weiteren wurde anhand der Salmonella Pathogenit\\xe4tsinsel 2 (SPI2) nach m\\xf6glichen Vehikeln und Transfermechanismen f\\xfcr den horizontalen Gentransfer gesucht. Es wurde analysiert, wie neu erworbene genetische Elemente in das regulatorische Netzwerk neuer Wirte integriert werden k\\xf6nnen und ob es Zusammenh\\xe4nge zwischen der genetischen Ausstattung mit Virulenzmodulen und der Wirtsspezifit\\xe4t verschiedener Salmonella-Serotypen gibt. Dabei wurde festgestellt, dass einzelne Effektoren des SPI2-Virulons, die zum Teil au\\xdferhalb des SPI2-Locus im Genom kodiert sind, sehr heterogen innerhalb von Salmonella spp. verteilt sind. Diese Variabilit\\xe4t kann als Hinweis darauf gewertet werden, dass sich diese Faktoren nicht als ein initialer Komplex in der \\u201eUr-Salmonella\\u201c manifestiert haben, wie es im Invasions-Virulon von SPI1 der Fall ist. Vielmehr sind die SPI2-Effektoren vermutlich in mehreren Schritten im Laufe der Evolution in das Genom von Salmonella spp. gelangt und m\\xf6glicherweise auch z.T. wieder deletiert worden. Die Bedeutung der Verteilung dieser Effektorproteine f\\xfcr die Virulenz und die Wirtsspezifit\\xe4t von Salmonella wird auch dadurch offensichtlich, dass S. bongori als Besiedler kaltbl\\xfctiger Wirbeltiere keines dieser zum SPI2-Virulon geh\\xf6rigen Gene besitzt, die im Zusammenspiel das intrazellul\\xe4re Replizieren innerhalb warmbl\\xfctiger Wirbeltiere erm\\xf6glichen.\\n\\nDas Kernst\\xfcck des SPI2-Virulons, das f\\xfcr das intrazellul\\xe4re Replizieren und die systemische Ausbreitung von S. enterica im Wirtsorganismus verantwortlich ist, konnte erfolgreich transferiert werden. Der Einbau des SPI2-TTSS im SPI2-negativen System von S. bongori erm\\xf6glichte die heterologe Expression von SPI2-abh\\xe4ngigen Genen und die Sekretion von SPI2-Effektorproteinen in vitro. Durch die Etablierung des SifA-Ph\\xe4notyps und den Nachweis der intrazellul\\xe4ren Lokalisation von SseF konnte gezeigt werden, dass das transferierte SPI2-TTSS zur heterologen Translokation von SPI2-Effektorproteinen aus S. bongori in die eukaryontische Zielzelle in der Lage ist.'