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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
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Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
DOI
10.25365/thesis.11180
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30306.56777.957569-8
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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
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.20 Genetik ,
42 Biologie > 42.30 Mikrobiologie ,
42 Biologie > 42.32 Virologie ,
42 Biologie > 42.49 Prokaryota
AC Nummer
AC08392859
Utheses ID
10086
Studienkennzahl
UA | 442 | | |
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