ITEM METADATA RECORD
Title: 2D-DIGE analyses of quorum sensing-related pathways in the intestinal pathogen Salmonella Typhimurium
Other Titles: 2D-DIGE analysen van quorum sensing-gerelateerde reactiewegen in de darmpathogeen Salmonella Typhimurium
Authors: Sonck, Kathleen; S0040267
Issue Date: 6-Mar-2008
Abstract: De darmpathogeen Salmonella enterica serovar Typhimurium is een belangrijke oorzaak van voedselvergiftiging. Zware infecties worden meestal behandeld met antibiotica. “Multi-drug”-resistente stammen van S. Typhimurium komen echter steeds vaker voor. Daarom zijn alternatieve methoden voor de behandeling van Salmonella infecties nodig. In deze thesis werd het type-2 “quorum sensing” systeem van S. Typhimurium bestudeerd, met als objectief het vinden van nieuwe doelwitten die mogelijk zouden kunnen leiden tot het ontwikkelen van nieuwe medicatie.De term “quorum sensing” duidt op bacteriële cel-cel communicatie via de productie, secretie en detectie van kleine, diffundeerbare moleculen die “autoinducers” (AI) worden genoemd. Deze communicatie leidt tot een gecoördineerd gedrag van de bacteriële populatie. Type-2 “quorum sensing” maakt gebruik van AI-2 als signaalmolecule en wordt beschouwd als een vorm van interspecies communicatie. Vele Gram-positieve en Gram-negatieve bacteria zijn immers in staat deze “autoinducer” te produceren en te detecteren. Voor een aantal pathogenen is reeds aangetoond dat hun virulentie gereguleerd wordt door type-2 “quorum sensing”. Vandaar dat het beïnvloeden van dit communicatiesysteem een mogelijke manier zou kunnen zijn om het infectieproces van deze pathogenen te beïnvloeden. Voor S. Typhimurium is een dergelijk verband echter nog niet vastgesteld. Daarom werd in dit werk getracht “quorum sensing”-gerelateerde netwerken in S. Typhimurium te ontrafelen.Hiervoor werd een hoge-doorvoer methode voor eiwit-analyse, “two-dimensional difference-in-gel-electrophoresis” (2D-DIGE) geïmplementeerd. De performantie van de techniek werd geëvalueerd aan de hand van een validatie-experiment. De resultaten toonden aan dat met 2D-DIGE biologisch relevante verschillen in eiwit-expressie kunnen worden opgespoord. Bovendien bleek dat experimenten onder in vitro-nagebootste in vivo omstandigheden relevante informatie kunnen opleveren betreffende in vivo situaties.Aangezien probiotica antagonistisch kunnen werken op pathogenen, werd in een tweede experiment het effect onderzocht van een probiotische stam (Lactobacillus rhamnosus GG) en zijn belangrijkste metaboliet melkzuur op het proteoom van S. Typhimurium. Melkzuur beïnvloedt waarschijnlijk celdeling, de structuur van de cel-“envelope” en thiaminepyrofosfaatsynthese. Er werd echter geen indicatie gevonden dat LGG het “quorum sensing” systeem van de pathogeen beïnvloedt onder de geteste condities.Vervolgens werd het proteoom van verschillende type-2 “quorum sensing” mutanten vergeleken met een wildtype stam, opgegroeid onder micro-aërobe condities. De verschillende mutanten dragen mutaties in genen die verantwoordelijk zijn voor de productie van AI-2 (luxS en pfs), voor de opname van AI-2 (lsrB en lsrR) en voor de fosforylatie van AI-2 (lsrK). Hierbij springen twee conclusies in the oog: (i) flagellines komen differentieel tot expressie in alle mutanten, wat aangeeft dat type-2 “quorum sensing” de expressie van flagellines beïnvloedt; (ii) twee spots met identieke moleculaire grootte maar verschillende pI werden geïdentificeerd als LuxS, wat erop duidt dat het S-ribosyl-homocysteïne lyase waarschijnlijk post-translationeel gemodificeerd wordt, aangezien S. Typhimurium slechts één luxS gen bevat. Ook in de vergelijking van nog een andere “quorum sensing” mutant (ΔlsrG) met de wildtype stam onder gecontroleerde “fed-batch” groeicondities bleken flagellines differentieel tot expressie te komen. Veranderingen in flagelline-expressie blijkt een gemeenschappelijk thema voor alle geteste mutanten, wat een rol voor type-2 quorum sensing in de regulatie van flagelline-expressie blijkt aan te geven.Omwille van de vermoedelijke post-translationele modificatie, werd het LuxS eiwit meer in detail bestudeerd. De resultaten lieten echter niet toe een eenduidige conclusie te trekken. De precieze aard en plaats van de modificatie op het LuxS eiwit blijven nog te bepalen.Tenslotte, omdat biofilmvorming een goed bestudeerde vorm van gecoördineerd gedrag is, werd het effect van AI-2 “quorum sensing” geanalyseerd onder condities die de vorming van biofilm toestaan. De resultaten toonden aan dat, net zoals in vrijlevende condities, de expressie van de lsr genen in biofilm gereguleerd wordt door AI-2. Verder vinden er veranderingen plaats in het metabolisme van de pathogeen.Samenvattend kan gesteld worden dat door het gebruik van 2D-DIGE technologie een aantal nieuwe hypothesen geformuleerd konden worden met betrekking tot type-2 “quorum sensing” in S. Typhimurium. Verder onderzoek is nodig om deze hypothesen te valideren en te bepalen of het beïnvloeden van type-2 “quorum sensing” als mogelijke nieuwe strategie kan gebruikt worden in het bestrijden van S. Typhimurium infecties.
Publication status: published
KU Leuven publication type: TH
Appears in Collections:Centre of Microbial and Plant Genetics

Files in This Item:

There are no files associated with this item.

Request a copy

 




All items in Lirias are protected by copyright, with all rights reserved.