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Developmental cycle, transcriptome and metabolic features of the chlamydial symbiont Protochlamydia amoebophila
Susanne Haider
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Matthias Horn
DOI
10.25365/thesis.5542
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29688.31426.789166-2
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Ziel dieser Arbeit war ein besseres Verständnis der Biologie und der möglichen Pathogenität der vor etwa 10 Jahren entdeckten und weitverbreiteten Chlamydien-ähnlichen Bakterien. Mittels eines hochempfindlichen PCR-basierten Screenings von Proben aus Patienten mit Lungenentzündung konnte DNA von drei verschiedenen Chlamydiensymbionten nachgewiesen werden. Ob diese Bakterien, die zum ersten Mal in humanen respiratorischen Proben detektiert wurden, tatsächlich krankheitsverursachend sind muss in weiteren Untersuchungen geklärt werden. Diese Arbeit beschreibt des Weiteren den viertägigen Entwicklungszyklus von Protochlamydia amoebophila in zwei unterschiedlichen Acanthamoeba Wirts-Zellen und belegt eine stabile symbiotische Beziehung zwischen Symbiont und Wirt. Eisenmangel führte zu einem abnormen Zellwachstum vergleichbar mit persistenten Formen bei pathogenen Chlamydien. In einer weiteren Studie wurde ein DNA-Mikroarray für die Analyse der Genexpression von P. amoebophila während der Infektion von Amöben entwickelt. Erste Transkriptomanalysen zeigten, dass die Mehrzahl der abgelesenen Gene bei Metabolismus- und Transportvorgängen, bei der Proteinsynthese oder bei der Manipulation des Wirts eine große Rolle spielen. Neben Transkriptomanalysen wurde die metabolische Aktivität von P. amoebophila auch auf Einzelzellebene mittels konfokaler Raman Mikrospektroskopie unter Verwendung einer 13C-markierten Aminosäure untersucht. Mittels dieses neuartigen Verfahrens, das erstmals für die Analyse intrazellulärer Bakterien verwendet wurde, konnte gezeigt werden, dass beide Entwicklungsstadien von P. amoebophila nicht nur intrazellulär Phenylalanin aus dem Cytoplasma der Wirtszelle aufnehmen sondern auch außerhalb der Wirtszelle über einen Zeitraum von drei Wochen, über diesen Zeitraum infektiös bleiben und in der Lage sind außerhalb des Wirtes ihr Membranpotential neu aufzubauen. Diese Befunde widerlegen das Dogma, dass alle Chlamydien außerhalb ihres Wirtes unmittelbar ihre Aktivität verlieren.
Abstract
(Englisch)
It was the aim of this thesis to contribute to a better understanding of the biology and the pathogenic potential of Chlamydia-like bacteria, which were first identified in the early 1990s. A PCR-based screening of samples from patients with community-acquired pneumonia resulted in the detection of DNA from three different Chlamydia-like bacteria raising the question whether these Chlamydia-like bacteria are involved in respiratory disease. This thesis describes further the four days lasting developmental cycle of Protochlamydia amoebophila in two different Acanthamoeba hosts and provides evidence for a well-balanced symbiotic interaction between host and symbiont. Iron depletion induced abnormal cell growth most similar to the persistent forms of Chlamydiaceae. A microarray consisting of more than 6,500 probes was developed for gene expression analyses of P. amoebophila during infection of acanthamoebae and initial transcriptome analyses showed that the majority of enzyme transcripts are predicted to be involved in metabolism, protein synthesis, molecule uptake and host-cell manipulation. In addition to the transcriptome analyses, the metabolic activity of P. amoebophila was investigated on a single cell level by stable isotope Raman microspectroscopy using a 13C-labelled amino acid. With this technique, which was used the first time to directly observe metabolic traits of intracellular bacteria, it could be demonstrated that both developmental forms of P. amoebophila not only take up phenylalanine within their amoebal host cells but also consume this amino acid extracellularly for several weeks. This newly discovered feature proves that not all chlamydiae rapidly cease their activity outside their host cells.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
developmental cycle transcriptomic metabolic features Chlamydia Chlamydia-like bacteria Protochlamydia amoebophila free-living amoebae
Schlagwörter
(Deutsch)
Entwicklungszyklus Transkriptom Metabolismus Chlamydien Chlamydien-ähnliche Bakterien Protochlamydia amoebophila frei lebende Amöben
Autor*innen
Susanne Haider
Haupttitel (Englisch)
Developmental cycle, transcriptome and metabolic features of the chlamydial symbiont Protochlamydia amoebophila
Paralleltitel (Deutsch)
Entwicklungszyklus, Transkriptom und Metabolismus des Chlamydien-ähnlichen Symbionten Protochlamydia amoebophila
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
288 S. : Ill., graph. Darst., Kt.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Johannes Hegemann ,
Thomas Fritsche
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.30 Mikrobiologie
AC Nummer
AC05040911
Utheses ID
4968
Studienkennzahl
UA | 091 | 444 | |