Anschlussprojekte | Sonderprojekte

Förderbeginn 01.01.2009

Konstruktion von lux Expressionskassetten für Milchsurebakterien

Prof. Dr. Rudi F. Vogel
Technische Universität München
Lehrstuhl für Technische Mikrobiologie

Dr. Kevin P. Francis
Caliper Life Sciences
Biology R&D


Einige Probiotika weisen Eigenschaften auf, die als Pathogenitätsfaktoren gesehen werden können, wie z. B. die Fähigkeit zur Anheftung an intestinale Zellen oder die Beeinflussung des menschlichen Immunsystems. Enterococcus faecalis ist ein geeignetes Modell, in dem probiotische Eigenschaften einer opportunistischen Pathogenität gegenübergestellt werden können. In diesem Projekt wird eine funktional aktive lux Expressionskassette konstruiert, die E. faecalis in ein Licht-emittierendes Bakterium transformieren soll. Die lux Expression soll unter die Kontrolle von Promotoren von Pathogenitätsfaktoren zu bringen, die mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen assoziiert sind. Die Stämme sollen danach in einem Projekt der DFG verwendet werden, in dem deren Verhalten in Mäusen, insbesondere die Verteilung und Virulenzgenexpression untersucht wird, um eine Unterscheidung zwischen Probiotika und opportunistischen Pathogenen zu ermöglichen.

Abschlussbericht
Ziel dieses Projekts war es, in Zusammenarbeit mit CaliperLS R&D Biology, Dr. Kevin P. Francis, ein Reportersystem für Enterococcus faecalis zu etablieren. Mit diesem System soll das Verhalten von pathogenen und probiotischen Stämmen in vivo untersucht wurden. Für nahverwandte Spezies sind solche Systeme bereits in der Literatur beschrieben (1). Diese konnten aber in E. faecalis nicht eingesetzt werden.

In einem ersten ca. dreimonatigen Forschungsaufenthalt bei CaliperLS R&D Biology wurden verschiedene Reportergene (zur Erzeugung von lumineszenten und floureszenten E. faecalis) für diese Spezies angepasst und ihre Funktionalität erfolgreich in E. faecalis getestet. Zusätzlich wurden verschiedene Vektorsysteme (Plasmide, Selektionsmarker, Promotoren) entwickelt, um diese Gene in E. faecalis unter der Kontrolle konstitutiver oder regulierter Promotoren zu exprimieren. Diese Systeme wurden und werden an der TU München weiter bearbeitet und optimiert.

In einem zweiten zweiwöchigen Aufenthalt konnte das im Rahmen des BaCaTec Projekts entwickelte Lumineszenzreportersystem in E. faecalis auf seine Funktionalität in in vivo in Mäuesen Mausversuchen erfolgreich getestet werden. Hierbei wurden bereits verschiedene Bedingungen (z. B. verschiedene E. faecalis Stämme, Antibiotikagabe usw.) mit verschiedenen Imaging Systemen (Standard, 3D und Röntgen Technologie beim Hersteller CaliperLS) getestet. Darauf aufbauend werden nun weitere Reporterplasmidsysteme entwickelt.

References:
(1) Francis K.P. et al. (2000) Infect Immun.; 68(6), 3594-600.