Detailansicht
Characterization of the infection cycle of the intracellular Acanthamoeba symbiont Amoebophilus asiaticus
Han-Fei Tsao
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Matthias Horn
DOI
10.25365/thesis.16187
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29543.58453.632653-4
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Frei lebende Amöben (FLA), die in verschiedenen Lebensräumen vorkommen, sind potentielle Träger von humanpathogene Erreger wie Legionella pneumophila, Mycobacterium spp. und Francisella tularensis und werden deshalb auch als "Trojanische Pferde" der Mikroben bezeichnet. Unser Wissen über die intrazelluläre Lebensweise der Endosymbionten gehörig zu den Bacteriodeten, eine der vier Hauptgruppen der obligat intrazelluläre Endosymbionten der Acanthamöben, ist noch sehr begrenzt. Das Ziel dieses Projektes war es, die Symbiose zwischen Acanthamöben und dem bakteriellen Symbiont Amoebophilus asiaticus 5a2 zu charakterisieren. Der Verlauf der Infektion und die morphologischen Veränderungen von A. asiaticus 5a2 wurden mit der Verwendung von Fluoreszenz-In-Situ-Hybridisierung (FISH) mit A. asiaticus spezifische Sonde erfasst. Unter anderem wurden wichtige Schlüssel-Ereignisse wie die Aufnahme und Replikation der Endosymbionten sowie der Ausbreitung der Infektion bestimmt. Interessanterweise schien es anfänglich nicht möglich zu sein eine neue Kultur mit einer hohen Infektionsrate zu infizieren. Die Infektion von Acanthamöben mit A. asiaticus 5a2 schien von der verwendeten Wachstumsmedium abhängig zu sein, da bei der Verwendung vom Medium TSY eine deutlich höhere Infektions-Effizienz zu beobachten war als beim Medium PYG. Der extrazelluläre A. asiaticus 5a2 zeigte nicht nur eine viel größere Infektiosität an, sondern wies auch eine andere Morphologie im Vergleich zur intrazelluläre A. asiaticus 5a2 auf. Das gleiche Phänomen wurde auch bei anderen Stämmen von A. asiaticus nämlich A. asiaticus US1 und A. asiaticus EIDS3 beobachtet. Es deutete einen bi-phasischen Lebensstil von A. asiaticus an. Die Aufnahme von A. asiaticus 5a2 als kleine und rundliche Stäbchen erfolgte innerhalb der ersten sechs Stunden nach der Infektion des Acanthamöben Wirts. Die Morphologie des Endosymbionts veränderte sich während der Replikation und wurde 72 Stunden nach der Infektion länglicher und stabförmiger. Der Infektions-Zyklus war nach 6 Tagen vollendet und lysierte Amöben, extrazelluläre A. asiaticus 5a2 sowie neu infizierte Amöben konnten dann beobachtet werden. Ultrastruktur Analyse der extrazellulären A. asiaticus 5a2 mit TEM zeigte intrazelluläre Strukturen, die den afp-like Prophagen darstellen könnten. Die Analyse des Infektions-Zyklus des bakteriellen Symbionten A. asiaticus mit Acanthamöben zusammengefasst, offenbarte einen bi-phasischen Lebensstil von A. asiaticus. Ich schlage vor, dass eine fundamental unterschiedliche Lebensphase existiert, die für die erfolgreiche Etablierung einer Symbiose mit Amöben als Wirt notwendig ist.
Abstract
(Englisch)
Free-living amoebae (FLA), which can be found in various habitats, are able to serve as host to harbor bacterial human pathogens such as Legionella pneumophila, Mycobacteirum spp. and Francisella tularensis and are also thus considered as the „Trojan horses“ in the microbial world (Barker and Brown, 1994). In addition, long-term symbiosis between host and FLA was described, our knowledge about the intracellular life of endosymbionts belonging to the Bacteriodetes, which is one of the four major groups of obligate intracellular endosymbionts associated with Acanthamoba, is still very limited. The aim of this project was to characterize the symbiosis between of Acanthamoeba with the bacteria symbiont Amoebophilus asiaticus 5a2. The progress of infection as well as morphological changes of A. asiaticus 5a2 were monitored by utilizing Fluorescence-In-Situ-Hybridisation (FISH) with a specific probe designed for targeting A. asiaticus 5a2, and key events such as uptake, replication of the endosymbiont and spread of the infection were determined. Interestingly newly infected Acanthamoeba culture with a high rate of infection seemed initially impossible to achieve. However, the infection of Acanthamoeba with A. asiaticus 5a2 appeared to be dependent on the amoeba growth medium since the infection efficiency was pronouncedly higher when incubated in the medium TSY instead of PYG. The extracellular A. asiaticus 5a2 not only exhibited a much greater infectivity but also showed a different morphology compared to intracellular A. asiaticus 5a2. The same feature was also observed for other strains of A. asiaticus, namely A. asiaticus US1 and A. asiaticus EIDS3. This suggested an bi-phasic life style of A. asiaticus. The initial uptake of A. asiaticus 5a2 in form of small and roundish rods by the Acanthamoeba host occured within six hours post infection (hpi). The morphology of A. asiaticus 5a2 changed during the replication around 72 hpi becoming more elongated and rod-like. The infection cycle was completed 6 dpi, when lysed amoebae, extracellular A. asiaticus 5a2 as well as newly infected acanthamoebae could be observed. Ultrastructure analysis of extracellular A. asiaticus 5a2 by TEM showed structures within the cell, which could represent the afp-like prophage. Taken together the analysis of the infection cycle of the bacterial symbiont A. Asiaticus in Acanthamoeba revealed a bi-phasic life style of A. asiaticus. I suggest the existence of a fundamentally different life stages required for the successful establishment of symbiosis with amoeba hosts.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
symbiosis acanthamoeba Amoebophilus asiaticus, Bacteriodetes
Schlagwörter
(Deutsch)
Symbiose Acanthamöben Amoebophilus asiaticus Bacteriodetes
Autor*innen
Han-Fei Tsao
Haupttitel (Englisch)
Characterization of the infection cycle of the intracellular Acanthamoeba symbiont Amoebophilus asiaticus
Paralleltitel (Deutsch)
Charakterisierung des Infektions-Zyklus vom intrazellulären Acanthamöben-Symbiont Amoebophilus Asiaticus
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
VIII, 89 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Matthias Horn ,
Angela Witte
AC Nummer
AC09588548
Utheses ID
14522
Studienkennzahl
UA | 441 | | |