Titelaufnahme

Titel
DNA methylation in Stenotrophomonas spp.: Status and dynamics / Kathrin Annemarie Hölzl, BSc
Verfasser/ VerfasserinHölzl, Kathrin Annemarie
ErschienenGraz, April 2016
UmfangVI, 88 Blätter : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2016
Anmerkung
Zusammenfassungen in Deutsch und Englisch
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Stenotrophomonas maltophilia / Virulenz
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-98796 Persistent Identifier (URN)
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DNA methylation in Stenotrophomonas spp.: Status and dynamics [3.66 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Das opportunistisch human-pathogene Bakterium Stenotrophomonas maltophilia ist immer mehr dafür bekannt nosokomiale Infektionen zu verursachen. Auf Grund verschiedener Resistenzmechanismen sind die Therapiemöglichkeiten sehr begrenzt. Unterschiedliche Virulenzmechanismen wurden in S. maltophilia beschrieben, z.B. Pumpen, die Medikamente aus der Zelle entfernen. Andere Mitglieder der Gattung Stenotrophomonas, wie z. B. S. rhizophila, werden in biotechnologischen Anwendungen eingesetzt. Untersuchungen von epigenetischen Veränderungen werden immer wichtiger für das Verständnis von Genexpressionen. Dass epigenetische Änderungen mit veränderter Virulenz einhergehen können, ist bekannt. Die Methylome von zwei klinischen S. maltophilia und zwei pflanzen-assoziierten S. rhizophila Stämmen wurden mittels single molecule real-time PCR (SMRT) Sequenzierung in Hinsicht auf 6-Adenine und 4-Cytosine-Methylierung analysiert. Basierend auf den daraus erhaltenen Daten wurden hier in dieser Studie Methoden für die 5-Cytosine-Methylierungsanalyse durchgeführt und bewertet. Unter anderem kam ein auf Fluoreszenz basierendes Quantifizierungskit zur Anwendung, um epigenetische Veränderungen bei unterschiedlichen Wachstumsbedingungen zu überprüfen. Eine weitere, für die vorliegende Studie wichtige Methode ist die methylierte DNA Immunopräzipitations-Sequenzierung (MeDIP-Seq). Durch deren Anwendung wurde ersichtlich, dass einige Virulenz-assoziierte Gene, eine hohe Methylierungsrate aufweisen. Weiters war durch die SMRT Analyse der Vergleich von Methylierungsmustern in den untersuchten S. maltophilia und S. rhizophila Stämmen möglich. Die Ergebnisse wiesen darauf hin, dass kein Kern-Methylom in der Gattung Stenotrophomonas existiert. Epigenetische Veränderungen können also auch in Stenotrophomonas mit Pathogenitätsfaktoren in Verbindung gebracht werden, was zur Hypothese führt, dass DNA Methyltransferasen in Zukunft ein guter Ansatzpunkt für die Entwicklung von Antibiotika wären.

Zusammenfassung (Englisch)

The opportunistic human pathogen Stenotrophomonas maltophilia is known as causative agent of various nosocomial acquired infections. Treatment of infections is limited due to inherent resistance mechanisms. Diverse cell components mediating resistances such as multidrug efflux pumps have already been described in S. maltophilia. Other members of the genus Stenotrophomonas like the plant-associated S. rhizophila, are known as useful organisms for biotechnological applications and plant growth promotion. Investigations of epigenetic modifications become more and more important for the understanding of gene expression associated with virulence and pathogen-host interactions. The connection between epigenetic variations and altered expression of virulence factors was already confirmed in several bacteria. The methylomes of two plant-associated S. rhizophila strains and two clinical S. maltophilia strains were analysed recently by using single molecule real-time (SMRT) sequencing technology concerning 6-adenine and 4-cytosine methylation. Based on the resulting data of SMRT analysis, further methods DNA methylation analysis, concerning the 5-cytosine methylation, were carried out and evaluated in this study. Among other methods, a quantitative fluorescence-based methylation kit was used to verify epigenetic changes under diverse growing conditions. Performed methylated DNA immunoprecipitation sequencing (MeDIP-Seq) revealed that several genes involved in virulence and antibiotic resistance are highly methylated in S. maltophilia. Furthermore, it was possible to compare the methylomes of investigated S. maltophilia and S. rhizophila strains. As a result, no obvious core methylome was detected in the genus Stenotrophomonas. The results of this study reveal that epigenetic modifications can be linked to diverse pathogenicity factors also in Stenotrophomonas spp., leading to the idea that DNA methyltransferases may present an auspicious starting point for drug development.