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Virus like particles of A. kielensis and their possible medical significance
Lisa Stöger
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Sylvia Hagemann
DOI
10.25365/thesis.11180
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30306.56777.957569-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die in dieser Arbeit untersuchten "virus like paricles" (VLPs) werden zum Großteil von
marinen Bakterien freigesetzt, ohne dabei die Zelllyse des produzierenden Bakteriums zu
verursachen. Sie beinhalten lange doppelsträngige DNA-Moleküle (~20-500 kbp) und sind in der
Lage, genetische Information auf Escherichia coli AB1157 zu übertragen. Weiters können diese
VLPs einen milden letalen Effekt auf das Rezipientenbakterium ausüben.
Um einen tieferen Einblick in dieses bisher kaum beschriebene und verstandene Phänomen
zu erlangen, haben wir das marine Bakterium A. kielensis, von dem wir wussten, dass es VLPs
produziert, kultiviert. Wir haben eine zellfreie Fraktion von VLPs verwendet, um die Herkunft der
in den Partikeln eingeschlossenen DNA zu bestimmen und zu testen, ob sie eine antibakterielle
Wirkung auf verschiedene pathogene Bakterien ausüben.
Eine Methode zur DNA-Extraktion aus VLPs wurde etabliert und die gewonnene DNA
eingesetzt, um eine "Shotgun Library" zu erstellen. Die partielle Sequenzierung zeigte, dass die
Partikel-DNA bakteriellen und nicht viralen Ursprungs ist. Dieses Ergebnis wird entscheidenden
Einfluss auf das Design weiterer Forschungsprojekte haben, vor allem auf jene, die es zum Ziel
haben werden, die Mechanismen aufzuklären, auf denen die Fähigkeit von VLPs zum Gentransfer
und ihrer möglichen antimikrobiellen Aktivität beruht.
Der Test auf antibakterielle Wirkung wurde mehrere Male durchgeführt. Dabei wurden A.
kielensis Kulturen verschiedenen Alters und ihre Produkte verwendet und gegen Staphylococcus
aureus, Listeria monocytogenes, Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Vibrio cholera und Vibrio
alginolyticus getestet. Die antagonistische Aktivität wurde nur gegen S. aureus und L.
monocytogenes beobachtet, aber nicht gegen die anderen vier pathogenen Bakterien. Im
Allgemeinen war der beobachtete Effekt nur schwach ausgeprägt und variierte abhängig davon,
welche A. kielensis Kultur verwendet wurde. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass ein
letaler Effekt bereits gegen E. coli AB1157 beobachtet wurde, glauben wir, dass sich ein
vergleichbar starker Effekt auch bei anderen, bisher noch nicht getesteten pathogenen Bakterien
zeigen wird.
Berücksichtigt man die schnellen Zunahme und Verbreitung von antibiotika-resistenten
Bakterien, dürften VLPs von hoher medizinischer und pharmazeutischer Bedeutung sein, obwohl
ihr antibakterieller Effekt gegen die bisher getesteten Bakterien nur schwach ausgeprägt war.
Weitere Forschung ist notwendig, um herauszufinden unter welchen Bedingungen und gegen
welche Bakterien VLPs von A. kielensis ihre volle antibakterielle Wirksamkeit entfalten können.
Abstract
(Englisch)
The virus like particles (VLPs) of our interest are – for the most part – released by marine
bacteria by budding, They contain large dsDNA (~20-500 kbp) molecules of unknown origin and
are capable to mediate gene transfer to the recipient E.coli AB1157. Furthermore VLPs of
different bacteria – including those of A. kielensis – exhibited a significant lethal effect on the
recipient bacterium.
To gain a deeper insight into this so far only purely described and understood phenomenon,
we cultivated the marine bacterium Ahrensia kielensis. We used a cell free fraction of its VLPs to
determine the origin of the DNA encapsulated within these particles and to test whether VLPs
showed an antibacterial effect on different pathogenic bacteria.
A method for DNA extraction from VLPs was established and the obtained DNA used to
construct a shotgun library. Partially sequencing revealed that the main fraction of the VLP DNA
of A. kielensis was of bacterial and not of viral. These findings will have crucial implications on
the design of further research projects, especially on those which will focus on elucidating the
mechanisms underlying the capability of VLPs to mediate gene transfer or to induce an
antibacterial activity.
The test for antibacterial activity was carried out several times against Staphylococcus
aureus, Listeria monocytogenes, Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Vibrio cholera and Vibrio
alginolyticus. A. kielensis cultures of different ages and their products were used. Antagonistic
activities were detected against S. aureus and L. monocytogenes but not against the other four
pathogenic bacteria. In general the observed effect was only mild and varied depending on the A.
kielensis culture used. Considering the fact that a significant lethal effect has already been
observed against E. coli AB1157, we do believe that a comparably strong effect will be shown
against other pathogenic bacteria which have not been tested yet.
Accounting for the rapid increase and spread of antibiotic resistant bacteria, VLPs might be
of high medical and pharmaceutical significance, although their antibacterial effect against the so
far tested pathogenic bacteria was only mild. Further research will be needed to find out under
which parameters and against which bacteria VLPs of A. kielensis can exhibit the full extent of
their antibacterial potency.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Virus like particles VLPs A. kielensis DNA extraction 40 kb dsDNA bacterial origin antibacterial antimicrobial antagonistic activity membrane vesicles MVs
Schlagwörter
(Deutsch)
Virus like particles VLPs A. kielensis DNA Extraktion 40 kb dsDNA bakterieller Ursprung antibakterielle antimikrobielle antagonistische Wirkung Membranvesikel MVs
Autor*innen
Lisa Stöger
Haupttitel (Englisch)
Virus like particles of A. kielensis and their possible medical significance
Paralleltitel (Deutsch)
Virus like particles von A. kielensis und deren mögliche medizinische Bedeutung
Publikationsjahr
2010
Umfangsangabe
91 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Sylvia Hagemann
AC Nummer
AC08392859
Utheses ID
10086
Studienkennzahl
UA | 442 | | |