Molekulární typizace bakteriocinů z lidských kmenů E. coli

Bc. Lenka Micenková, Ph.D.

Master's thesis

Molecular typing of bacteriocins isolated from human E. coli strains

Abstract:

Bacterium Escherichia coli is characterized by efficient uptake of genetic information. Bacteriocins genes encoding colicins and microcins and genes encoding virulence factors represent acquired additional genetic information which represents selective advantage in the competitive struggle. This diploma thesis focused on detection of these genes in individuals with infectious or non-infectious diseases of the human digestive tract and in patients without diagnosed diseases of the digestive tract. The occurrence of genes encoding 24 colicin types, 8 microcin types, 15 virulence factors and genes for phylogenetic group typing was studied in 575 E. coli strains from intestinal flora of patients with different diagnoses. The control group consisted of 321 E. coli strains isolated from microflora of healthy people. Experimental group I comprised 101 E. coli strains isolated from microflora of patients with non-bacterial infectious diseases of the digestive tract (likely of a viral origin) and experimental group II consisted of 153 E. coli strains from a microflora of patients with non-infectious diseases of the digestive tract (e.g. dyspepsia, alcoholic liver disease, Crohn's disease, stomach cancer, colorectal cancer, etc.). When comparing the bacteriocinogeny in E. coli strains, a significant reduction of the incidence of producer strains in patients with non-infectious diseases of the digestive system (experimental group II) was detected. In addition, microcin monoproducer strains prevailed in this group. Many of these strains belonged to the phylogenetic group D with a frequent occurrence of plasmid pCVD432. Among strains isolated from intestinal flora of patients with infectious diseases of digestive tract (due to non-bacterial infection), a significantly increased production of group B colicins (encoded on large plasmids) was detected. The thesis identified two plasmids carrying genes potentially encoding new types of bacteriocins.

Abstract:

Baktéria Escherichia coli je charakteristická, okrem iného, ochotným prijímaním genetickej informácie. Získanu prídavnú genetickú informáciu umožňujúcu lepšie presadenie sa v konkurenčnom boji predstavujú aj gény kódujúce bakteriocíny (kolicíny a mikrocíny) a gény kódujúce virulentné faktory. Diplomová práca bola zameraná na detekciu týchto génov u osôb s diagnostikovaným infekčným alebo neinfekčným ochorením tráviaceho traktu a u osôb bez diagnostikovaného ochorenia tráviaceho traktu. Výskyt génov kódujúcich 24 typov kolicínov, 8 typov mikrocínov, 15 virulentných faktorov a génov, ktorých prítomnosť podmieňuje priradenie kmeňov E. coli do príslušnej fylogenetickej skupiny, bol skúmaný u 575 kmeňov E. coli pochádzajúcich z črevnej flóry pacientov rozdelených do troch skupín. Kontrolná skupina pozostávala z 321 kmeňov E. coli izolovaných od osôb bez ochorenia tráviaceho traktu. Experimentálna skupina I pozostávala zo 101 kmeňov E. coli izolovaných od osôb s hnačkovitým ochorením tráviacej sústavy (TS) infekčného pôvodu (s nepreukázanou bakteriálnou nákazou a pravdepodobným vírusovým pôvodom) a experimentálna skupina II pozostávala zo 153 kmeňov E. coli izolovaných z črevnej flóry pacientov s diagnostikovaným neinfekčným ochorením tráviacej sústavy. U kmeňov E. coli izolovaných od osôb s diagnostikovaným neinfekčným ochorením tráviaceho traktu bola zistená znížená frekvencia bakteriocinogénnych kmeňov a prevažovali tu monoproducentské kmene produkujúce mikrocíny. Podstatná časť kmeňov patrila do fylogenetickej skupiny D. Častejšie tu bol zachytený výskyt plazmidu pCVD432. U kmeňov E. coli izolovaných od osôb s hnačkovitým ochorením tráviacej sústavy infekčného pôvodu boli často detegované kolicíny skupiny B, ktoré sú kódované na veľkých plazmidoch. V práci sa ďalej podarilo identifikovať dva plazmidy nesúce gény potenciálne kódujúce nový typ bakteriocínu.

Keywords

E. coli, bakteriocín, kolicín, mikrocín, virulentný faktor, sekvencovanie, fylogenetické skupiny, bacteriocin, colicin, microcin, virulence factor, sequencing, phylogenetic groups

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 14. 6. 2011
• Supervisor: prof. MUDr. David Šmajs, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / General Biology