Dokument: Charakterisierung der Prävalenz des dcm-homologen Gens in Mycoplasma hominis in Relation zur Präsenz von integrativen und konjugativen Elementen.
| Titel: | Charakterisierung der Prävalenz des dcm-homologen Gens in Mycoplasma hominis in Relation zur Präsenz von integrativen und konjugativen Elementen. | |||||||
| Weiterer Titel: | Characterization of the prevalence of the dcm homologous gene in Mycoplasma hominis in relation to the presence of integrative and conjugative elements. | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=62597 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20230508-130613-2 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Banken, Stephanie [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. rer. nat. Henrich, Birgit [Gutachter] Prof. Dr. med. Ortwin Adams [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Mycoplasma hominis, ICE, dcm | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Mycoplasma hominis gehört zu den zellwandlosen Mykoplasmen - den kleinsten, sich selbst replizierenden Bakterien. M. hominis wird als fakultativ-pathogenes Bakterium beschrieben, das mit bakterieller Vaginose, urogenitalen und disseminierten Infektionen, wie der septischen Arthritis, assoziiert ist. Es wurde lange angenommen, dass sich Mykoplasmen durch Genverlust (reduktive Evolution) an einen parasitären Lebensstil angepasst haben. Neuere Forschungen weisen nun auch eine Aufnahme von genetischem Material durch horizontalen Gentransfer nach. Der Genaustausch findet über mobile genetische Elemente statt, zu denen auch die integrativen und konjugativen Elemente (ICEs) gehören. ICEs wurden erstmals 2002 in Mykoplasmen beschrieben (MICEs). In der Mykoplasmenarbeitsgruppe am Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf wurde 2018 ein ICE in M. hominis (ICEHo) detektiert und dessen Genausstattung charakterisiert. Das ICEHo besteht aus einem Grundgerüst von neun Genen, sog. Core-Gene. Im Genom des M. hominis-Isolates FBG wurden drei ICEHo-Elemente mit insgesamt 23 Genen identifiziert, neben den Core-Genen kamen speziesspezifische Gene, sog. Cargo-Gene, vor. Auffällig war das Vorkommen eines Gens, das sequenz-homolog zum dcm-Gen in E. coli war und in anderen MICEs bislang nicht beschrieben worden war. Das dcm-Gen kodiert eine DNA-Cytosin-Methyltransferase, welche Einfluss auf die DNA-Modifikation und die Regulation der Genexpression nimmt. Seine Funktion für M. hominis ist bislang nicht bekannt.
Ziel dieser experimentellen Arbeit war es, die Prävalenz des dcm-homologen Gens in M. hominis in Relation zur ICEHo-Präsenz zu ermitteln. Dies sollte die Beurteilung ermöglichen, ob das dcm-homologe Gen immer Bestandteil des ICEHo ist oder auch getrennt von diesem im M. hominis-Genom zu finden ist. Für die Analyse wurden 150 Isolate der M. hominis-Stammsammlung des Institutes untersucht. Mittels Real-Time PCR wurde das Vorkommen des ICEHo durch den Nachweis des Vorhandenseins ausgewählter ICEHo-Gene analysiert und in Relation zum Vorkommen des dcm-homologen Gens gesetzt. 41% (61/150) der Isolate enthielten ein ICEHo. Das dcm-homologe Gen war immer Bestandteil des ICEHo und wurde in keinem ICEHo-freien Isolat gefunden. Bei der Genomanalyse des M. hominis-Isolates SP10291 zeigte sich neben dem oben beschriebenen ICEHo (ICEHo-I) ein zweites ICEHo (ICEHo-II). Dieses trug unter seinen 15 Genen kein dcm-homologes Gen. Die 150 Isolate wurden zusätzlich auf das Vorhandensein von ICEHo-II untersucht. In 29% (43/150) der Isolate konnte das ICEHo-II gefunden werden. Auch in einer anschließenden Genomsequenzierung von neun ICEHo-II-positiven Isolaten zeigte sich das ICEHo-II im Aufbau immer ohne das dcm-homologe Gen. In 15% (23/150) der Isolate wurden beide ICEHo-Elemente (ICEHo-I und ICEHo-II) gefunden. In 39% (58/150) der Isolate fand sich entweder das ICEHo-I (25%; 38/150) oder ICEHo-II (13%; 20/150). 46% (69/150) der Isolate zeigten keine Hinweise auf das Vorhandensein eines ICEHo-Elementes. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass das dcm-homologe Gen immer Bestandteil des ICEHo-I ist, nicht jedoch im ICEHo-II vorkommt. Gegenstand zukünftiger Studien sollte die Funktionsanalyse des dcm-homologen Gens auf die pathologische Wirkung von M. hominis sein.Mycoplasma hominis belongs to the cell-wallless mycoplasmas - the smallest, self-replicating bacteria. M. hominis is described as a facultative pathogenic bacterium that is associated with bacterial vaginosis, urogenital and disseminated infections such as septic arthritis. It has long been assumed that mycoplasmas adapted to a parasitic lifestyle through gene loss (reductive evolution). More recent research now also shows the uptake of genetic material through horizontal gene transfer. The gene exchange takes place via mobile genetic elements, which also include integrative and conjugative elements (ICEs). ICEs were first described in mycoplasmas (MICEs) in 2002. In the mycoplasma task force at the Institute of Medical Microbiology and Hospital Hygiene at Heinrich Heine University Düsseldorf, an ICE in M. hominis (ICEHo) was detected in 2018 and its genetic makeup was characterized. The ICEHo consists of a basic structure of nine genes, so-called core genes. In the genome of the M. hominis isolate FBG, three ICEHo elements with a total of 23 genes were identified, in addition to the core genes, species-specific genes, so-called cargo genes, were present. Striking was the occurrence of a gene that was sequence-homologous to the dcm gene in E. coli and had not previously been described in other MICEs. The dcm gene encodes a DNA cytosine methyltransferase, which influences DNA modification and the regulation of gene expression. Its function for M. hominis is not yet known. The aim of this experimental work was to determine the prevalence of the dcm-homologous gene in M. hominis in relation to the presence of ICEHo. This should make it possible to assess whether the dcm-homologous gene is always part of the ICEHo or can also be found separately from it in the M. hominis genome. 150 M. hominis strains from the institute's strain collection were examined for the analysis. Using real-time PCR, the occurrence of ICEHo was analysed by detecting the presence of selected ICEHo genes and compared to the occurrence of the dcm-homologous gene. 41% (61/150) of the strains contained an ICEHo. The dcm homologous gene has always been part of the ICEHo and has not been found in any ICEHo-free strain. In strain SP10291, which genome had already been deciphered, a second ICEHo (ICEHo-II) was found in addition to the ICEHo (ICEHo-I) described above. This did not include a dcm-homologous gene among its 15 genes. The 150 strains were additionally examined for the presence of ICEHo-II. ICEHo-II was found in 29% (43/150) of the strains. Even in a subsequent genome sequencing of nine ICEHo-II positive strains, the ICEHo-II was always structured without the dcm-homologous gene. Both ICEHo elements (ICEHo-I and ICEHo-II) were found in 15% (23/150) of the strains. In 39% (58/150) of the strains was found either ICEHo-I (25%; 38/150) or ICEHo-II (13%; 20/150). 46% (69/150) of the strains showed no evidence of the presence of an ICE element. The results of this study show that the dcm-homologous gene is always part of ICEHo-I, but does not occur in ICEHo-II. Future studies should focus on the functional analysis of the dcm-homologous gene for the pathological effects of M. hominis. | |||||||
| Quelle: | Henrich, B., Hammerlage, S., Scharf, S., Haberhausen, D., Fürnkranz, U., Köhrer, K., Peitzmann, L., Fiori, P. L., Spergser, J., Pfeffer, K., Dilthey, A. T. Characterisation of mobile genetic elements in Mycoplasma hominis with the description of ICEHo-II, a variant mycoplasma integrative and conjugative element. Mobile DNA 11, 30 (2020). https://doi.org/10.1186/s13100-020-00225-9 | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Bezug: | 04/2019 bis 04/2023 | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Medizinische Mikrobiologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 08.05.2023 | |||||||
| Dateien geändert am: | 08.05.2023 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 17.11.2022 | |||||||
| Datum der Promotion: | 20.04.2023 |
