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Wirtszell Interaktion von Amoebophilus asiaticus

Abstract
Frei lebende Amöben sind in unterschiedlichen terrestrischen Habitaten weit verbreitet und zählen hier zu den wichtigsten Räubern von Mikroorganismen. In dieser Eigenschaft haben sie großen Einfluss auf die Zusammensetzung mikrobieller Lebensgemeinschaften. Im Laufe der Evolution haben es verschiedene Bakterien bewerkstelligt, nicht nur der Phagozytose durch Amöben zu entkommen, sondern auch, diese als Wirt zu benutzen, und mit ihnen langfristige Symbiosen zu etablieren. Heutzutage sind insgesamt fünf Gruppen solcher bakterieller Endosymbionten frei lebender Amöben bekannt, diese fünf Gruppen gehören zu drei verschiedenen bakteriellen Entwicklungslinien. Auf Grund des obligat intrazellulären Lebensstils dieser Endosymbionten, ist eine Kultivierung außerhalb ihrer Wirtszellen bislang nicht möglich. Da die Existenz und Identität dieser Bakterien erst seit wenigen Jahren bekannt sind, und auf Grund ihrer obligat intrazellulären Lebensweise, ist unser Wissen über diese schwer fassbaren Bakterien immer noch gering. Wir haben die Genomsequenz von 'Candidatus Amoebophilus asiaticus' (im Folgenden: A. asiaticus) bestimmt und analysiert. Im Vergleich zu anderen Bakterien enthält das Genom von A. asiaticus einen sehr hohen Anteil an IS Elementen (24% aller Gene), was eine wichtige Rolle für die Genomevolution andeutet. Die Rekonstruktion von Stoffwechselwegen ergab, dass viele wichtige Stoffwechselwege reduziert oder nicht vorhanden sind. Das Genom von A. asiaticus kodiert für eine überraschend hohe Anzahl von Proteinen mit so genannten eukaryotischen Domänen wie z. B. "Ankyrin repeats", "TPR/SEL-1 repeats" oder "leucine-rich repeats". Alle diese Domänen ermöglichen Protein-Protein Wechselwirkungen, höchstwahrscheinlich in der Interaktion mit der Wirtszelle. Das A. asiaticus Genom enthält - verglichen mit allen anderen bakteriellen Genomen - zudem die höchste Anzahl an Proteinen, die vermutlich mit dem Ubiquitin-System der Wirtszelle interferieren. Diese Proteine beinhalten sowohl Proteine, die Ubiquitin and andere Proteine binden können (Ubiquitin-Ligasen), als auch Proteine, die Ubiquitin abspalten können (Ubiquitin-Proteasen).
Mittels RNA-Sequenzierung sollen Einblicke in die Genexpression des Symbionten und seines Wirts gewonnen werden. Diese Genexpressionsprofile werden uns erste Hinweise auf für diese Symbiose wichtige Faktoren (z.B. Proteine oder nichtkodoierrende RNAs) liefern. Darüber hinaus sollen zwei neuartige bakterielle Effektorproteine, die höchstwahrscheinlich mit dem Ubiquitin-System des Wirts interferieren genauer charakterisiert werden.
Wissenschaftszweige nach Statistik Austria Klassifikation
106002         Biochemie
106022         Mikrobiologie
106023         Molekularbiologie
106052         Zellbiologie
Kurzbezeichnung
Amoebophilus asiaticus
Projektleitung
Schmitz-Esser Stephan
Laufzeit
01.09.10-31.12.13
Art der Forschung
Grundlagenforschung
Beteiligte Vetmed-Organisationseinheiten
Institut für Lebensmittelsicherheit, Lebensmitteltechnologie und öffentliches Gesundheitswesen in der Veterinärmedizin, Abteilung für Lebensmittelmikrobiologie
Gefördert durch
FWF - Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung, Wien, Österreich

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7 Publikationen

Selberherr, E; Penz, T; König, L; Conrady, B; Siegl, A; Horn, M; Schmitz-Esser, S (2022): The life cycle-dependent transcriptional profile of the obligate intracellular amoeba symbiont Amoebophilus asiaticus. FEMS Microbiol Ecol. 2022; fiac001
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Rychli, K; Müller, A; Zaiser, A; Schoder, D; Allerberger, F; Wagner, M; Schmitz-Esser, S (2014): Genome sequencing of Listeria monocytogenes "Quargel" listeriosis outbreak strains reveals two different strains with distinct in vitro virulence potential. PLoS One. 2014; 9(2):e89964
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Müller, A; Rychli, K; Muhterem-Uyar, M; Zaiser, A; Stessl, B; Guinane, CM; Cotter, PD; Wagner, M; Schmitz-Esser, S (2013): Tn6188 - a novel transposon in Listeria monocytogenes responsible for tolerance to benzalkonium chloride. PLoS One. 2013; 8(10):e76835
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Haferkamp, I; Penz, T; Geier, M; Ast, M; Mushak, T; Horn, M; Schmitz-Esser, S (2013): The endosymbiont Amoebophilus asiaticus encodes an S-adenosylmethionine carrier that compensates for its missing methylation cycle. J Bacteriol. 2013; 195(14):3183-3192
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Penz, T; Schmitz-Esser, S; Kelly, SE; Cass, BN; Müller, A; Woyke, T; Malfatti, SA; Hunter, MS; Horn, M (2012): Comparative genomics suggests an independent origin of cytoplasmic incompatibility in Cardinium hertigii. PLoS Genet. 2012; 8(10):e1003012
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Schmitz-Esser, S; Penz, T; Spang, A; Horn, M (2011): A bacterial genome in transition--an exceptional enrichment of IS elements but lack of evidence for recent transposition in the symbiont Amoebophilus asiaticus. BMC Evol Biol. 2011; 11:270
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Penz, T; Horn, M; Schmitz-Esser, S (2010): The genome of the amoeba symbiont "Candidatus Amoebophilus asiaticus" reveals common mechanisms for host cell interaction among amoeba-associated bacteria (vol 192, pg 1045, 2010). Virulence (1), 6 541-545.

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