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Vibrio cholerae ist ein Gram-negatives, fakultativ human-pathogenes Bakterium und der Erreger der Cholera, einer bedrohlichen Durchfallerkrankung, die ihren Ursprung im Dünndarm hat. Pathogene Stämme des Erregers zeichnen sich dabei durch ihre Fähigkeit zur Kolonisierung eines menschlichen Wirts aus, wodurch sie dazu in der Lage sind, zwischen ihrem natürlichen aquatischen Habitat und einem Wirt hin und her zu wechseln. Dabei nutzt V. cholerae Zweikomponentensysteme zur Wahrnehmung extrazellulärer Signale, um sich an unterschiedliche Umweltbedingungen anzupassen. Diese Anpassungen umfassen auch den Wechsel von einem Leben im Biofilm zu einer motilen Lebensweise während der Spätphase der Infektion, wenn die Nährstoffe im Darm des Wirts beinahe aufgebraucht sind. Dieser sogenannte “mucosal escape response” ist abhängig vom Stationärphasen alternativen Sigma-Faktor RpoS.RpoS ist dafür bekannt in vielen Bakterienarten die allgemeine Stressantwort zu steuern, beispielsweise bei akutem Nährstoffmangel. In V. cholerae ist RpoS auch notwendig für die Steuerung von Chemotaxis und Motilität, allerdings sind die Regulation der Expression von RpoS in der Spätphase der Infektion und der exakte Einfluss von RpoS auf die Motilität von V. cholerae nicht abschließend geklärt. Das Ziel dieser Arbeit war den möglichen Einfluss von Zweikomponentensystemen auf die Regulation der Expression von RpoS in V. cholerae zu untersuchen und den Effekt einer veränderten Expression von Histidinkinasen, welche mit Zweikomponentensystemen assoziiert sind, auf die Motilität zu studieren. Um dies zu erreichen, wurden verschiedene Gene für die Expression von Sensorhistidinkinasen, welche mit Zweikomponentensystemen assoziiert sind, durch homologe Rekombination inaktiviert und die so entstandenen Mutanten auf ein verändertes Motilitätsverhalten hin überprüft. Darüber hinaus dient der im Zuge dieser Arbeit etablierte Workflow als Basis für mögliche zukünftige Untersuchungen in der Frage des funktionellen Einflusses von Zweikomponentensystemen auf die Regulation der Motilität in V. cholerae. The facultative human pathogen Vibrio cholerae is a Gram-negative bacterium and the causative agent of cholera, a severe diarrheal disease of the small intestine. Pathogenic strains of V. cholerae are capable of transitioning from its natural aquatic environment into a human host, colonizing the host´s intestinal tract. V. cholerae senses a variety of extracellular signals via two-component systems to adapt to different environmental conditions. These adaptation processes involve switching from a biofilm to a motile lifestyle during the later stages of infection when the small intestine of the host becomes more and more depleted of nutrients. This strategy of motility, also called “mucosal escape response”, requires the stationary phase alternative sigma factor RpoS. RpoS is known to play a crucial role in the survival of many bacteria species under nutrient deprivation and other high-stress inducing conditions. In V. cholerae RpoS is also known to be mandatory for the regulation of chemotaxis and motility. However, little is known about the regulation of RpoS expression during the detachment of bacteria from host epithelia cells, occurring in the later stages of infection and the influence of RpoS on the motility of V. cholerae cells is not fully understood. The focus of this study was to examine the possible involvement of two-component systems in the regulation of RpoS expression in V. cholerae and the resulting effects of altered histidine kinases expression on motility. To do so, different genes encoding for sensor histidine kinases associated with two-component systems were inactivated via homologous recombination and the resulting mutant strains were screened for different motility behavior.Furthermore, the workflow established in this study lays the groundwork for continuing investigations into the functional role of two-component systems in the regulation of motility in V. cholerae in the future. Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprüft Abweichender Titel laut Übersetzung des Verfassers/der Verfasserin Masterarbeit Karl-Franzens-Universität Graz 2022 |
