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Analyse und Vergleich der Genome von temperenten Brucella- und Ochrobactrum-Phagen
Projekt
Förderkennzeichen: BfR-BIOS-08-1329-457
Laufzeit: 01.12.2010
- 31.05.2011
Forschungszweck: Bestandsaufnahme & Abschätzung
Brucellen sind zoonotische Erreger, die durch Lebensmittel vom Tier bzw. tierischen Produkten auf den Menschen übergehen können. Beim Menschen können sie schwere Erkrankungen verursachen (Seleem et al., 2010).
Über die Pathogenese und evolutionäre Entwicklung von Brucella spp. ist sehr wenig bekannt. Es fehlen Informationen, wie sich Brucellen zu einem intrazellulären Erreger entwickelt haben (Roop et al., 2009; Wattam et al. 2009).
Es liegen nur wenig belastbare Daten zum Vorkommen und der Bedeutung von temperenten Phagen in Brucella spp. und ihrem engen Verwandten Ochrobactrum vor. Dadurch können derzeit keine Aussagen über die Virulenz und die Beteiligung dieser Phagen am horizontalen Gentransfer zwischen diesen bakteriellen Spezies getroffen werden. Solche Daten wären hilfreich, um die phylogenetische Entwicklung von Brucella spp. näher zu charakterisieren. Vermutungen bestehen, dass aufgrund der hohen DNA-Homologien von temperenten Phagen in Brucellen und Ochrobactrum ein Austausch von genetischem Material stattgefunden hat.Zur Biologie (z.B. Pathogenese) und Genetik dieser Bakterien fehlen weiterhin belastbare Daten. Es wird vermutet, dass Brucellen Bodenbakterien waren, bevor sie eine intrazelluläre Lebensweise eingeschlagen haben.
Ochrobactrum, ein naher Verwandter von Brucella spp., ist ein opportunistischer pathogener Mikroorganismus, der vor allem in Pflanzen vorkommt. Bei Ochrobactrum sind temperente Phagen weit verbreitet. Diese zeigen starke Homologien zu Brucella-Prophagen. Solche Beobachtungen führen zur Hypothese, dass ein horizontaler Gentransfer stattgefunden haben kann und möglicherweise der Austausch mobiler genetischer Elemente zum Erregerwandel und der Änderung der Virulenz beigetragen hat (Barquero-Calvo et al. 2009).
Wattam et al. (2009) führten Genomvergleiche verschiedener Brucella-Spezies durch und beschrieben ca. 40 Bereiche im Genom ('anomalous regions'), die durch horizontalen Gentransfer entstanden ein können. Solche Inseln finden sich häufig in der Nähe von tRNA-Genen, die auch temperenten Phagen als Insertionsstelle dienen.
Zur Belegung dieser Hypothese ist es notwendig, temperente Phagen aus Brucellen und Ochrobactrum zu isolieren, zu sequenzieren und durch Sequenzanalysen vergleichend zu untersuchen. Schwerpunkt soll dabei auf dem Nachweis virulenzassoziierter Gene und dem Vergleich der Integrasegene liegen. Letzteres kann eine Vorhersage zu den Integrationsorten der temperenten Phagen im bakteriellen Chromosom ermöglichen. Diese Daten können einen Beitrag zur Verbesserungen der Risikobewertung von Brucellen leisten.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Tiergesundheit
- Biotechnologie
- Toxikologie
