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Microbial endocrinology
impact of BPA and estrogen on bacteria-to-bacteria communication
Mary Hildeghard Ward
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaft
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Mikrobiologie, Mikrobielle Ökologie und Immunbiologie
Betreuer*in
David Berry
DOI
10.25365/thesis.69743
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-11119.04857.882888-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Frühere In-vivo- und In-vitro-Studien haben gezeigt, dass die Exposition gegenüber Bisphenol A (BPA) die Diversität der Mikrobiom-Gemeinschaft und den funktionalen Phänotyp des Wirts beeinflusst. Diese Studien modellierten die Mikrobiota-Dynamik in einem Bioreaktor oder in tierischen Wirten und beobachteten eine Abnahme im Phylum Firmicutes. Quorum sensing, vermittelt durch Autoinducer-2 (AI-2), reicherte Firmicutes nach Streptomycin-Challenge in vivo spezifisch an. AI-2-Signalisierung ist ein wichtiger Regulator des bakteriellen Wachstums und ist signifikant häufiger in Firmicutes im Vergleich zu Bacteroidetes, den beiden primären Phyla des Darms. Es wurde gezeigt, dass 17β-Estradiol, E2, das AHL-vermittelte Quorum Sensing hemmt.
In dieser Arbeit wurde der Einfluss von BPA und E2 auf die AI-2-Erkennung und die bakterielle Physiologie untersucht. Es wurde eine 6-fache Steigerung des Wachstums von V. harveyi beobachtet, wenn es mit 100nM E2 inkubiert wurde, verglichen mit keiner Behandlung. Die Dosis-Wirkungs-Aktivität der Biolumineszenz-Ausgabe von V. harveyi als Reaktion auf synthetisches AI-2, E. coli-Stämme und Fäkalien von gesunden männlichen und weiblichen Menschen wurde ebenfalls untersucht. Eine signifikante Löschung wurde sowohl für BPA als auch für E2 bei physiologisch relevanten Konzentrationen unter Verwendung eines V. harveyi-Biosensors beobachtet. Fäkale Gülle von männlichen, aber nicht von weiblichen gesunden Probanden induzierte Biolumineszenz in V. harveyi. Die Dynamik der fäkalen Mikrobiota und die AI-2-Produktion in einer Batch-Fermentation wurden ebenfalls untersucht. Im Gegensatz zu früheren Studien behielt das BPA-exponierte Ferment eine höhere Alpha-Diversität als die Kontrolle.
Diese Beobachtungen unterstützen einen neuartigen Mechanismus, bei dem die BPA-Exposition den Phänotyp der Darm-Mikrobiota und die Zusammensetzung der Gemeinschaft beeinflussen und zu einem Holobionten-Phänotyp durch AI-2-Störung führen könnte.
Abstract
(Englisch)
Previous in vivo and in vitro studies have shown that Bisphenol A (BPA) exposure impacts microbiome community diversity and functional phenotype of the host. These studies modeled microbiota dynamics in a bioreactor or in animal hosts observed a decrease in the Phylum Firmicutes. Quorum sensing mediated by Autoinducer-2 (AI-2) specifically enriched Firmicutes after streptomycin challenge, in vivo. AI-2 signaling is an important regulator of bacterial growth and is significantly more prevalent in Firmicutes compared to Bacteroidetes, the two primary phyla of the gut. 17β-estradiol, E2, has been shown to inhibit AHL-mediated quorum sensing.
In this work, the impact of BPA and E2 on AI-2 detection and bacterial physiology was explored. A 6-fold increase in growth of V. harveyi was observed when incubated with 100nM E2 compared to no treatmen. The dose-response activity of V. harveyi bioluminescence output in response to synthetic AI-2, E. coli strains, and feces from healthy male and female humans was also evaluated. Significant quenching was observed for both BPA and E2 at physiologically relevant concentrations using a V. harveyi biosensor. Fecal slurry from male but not the female healthy volunteer induced bioluminescence in V. harveyi. Fecal microbiota dynamics and AI-2 production in a batch fermentation were also explored. In contrast to previous studies, BPA exposed ferments maintained higher alpha diversity than the Control.
These observations support a novel mechanism in which BPA exposure could influence gut microbiota phenotype, community composition, and result in a holobiont phenotype through AI-2 disruption.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Bisphenol A estrogen quorum sensing quorum quenching gut microbiome microbial endocrinology
Schlagwörter
(Deutsch)
Bisphenol A Quorum Sensing Quorum Quenching Darmmikrobiom Östrogen mikrobielle Endokrinologie
Autor*innen
Mary Hildeghard Ward
Haupttitel (Englisch)
Microbial endocrinology
Hauptuntertitel (Englisch)
impact of BPA and estrogen on bacteria-to-bacteria communication
Paralleltitel (Deutsch)
Mikrobielle Endokrinologie
Paralleluntertitel (Deutsch)
Einfluss von BPA und Östrogen auf die Kommunikation von Bakterien-zu-Bakterien
Publikationsjahr
2021
Umfangsangabe
104 Seiten : Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
David Berry
AC Nummer
AC16310051
Utheses ID
59334
Studienkennzahl
UA | 066 | 830 | |