Ciklomodulinokat és AB5 citotoxinokat termelő Escherichia coli törzsek és fágjaik molekuláris jellemzése
Title in English
Distribution and molecular characterization of cyclomodulins and AB5 cytotoxins procucing Escherichia coli and their bacteriophages
Keywords in Hungarian
citoxinok, E. coli, bakteriofág, horizontális géntranszfer, fágterápia
Keywords in English
cytoxins, E. coli, bacteriophages, horizontal gene transfer, phage therapy
Discipline
Veterinary sciences (Council of Complex Environmental Sciences)
100 %
Panel
Plant and animal breeding
Department or equivalent
Veterinary Medical Research Institute, HAS
Participants
Emody, Levente Nagy, Béla
Starting date
2010-02-01
Closing date
2014-01-31
Funding (in million HUF)
10.231
FTE (full time equivalent)
4.44
state
closed project
Summary in Hungarian
Az Escherichia coli törzsek geno- és fenotípusukat illetően egyaránt jelentős mértékben heterogének. A legtöbb törzs a bélcsatorna kommenzális lakója, azonban néhány törzs változatos kórlefolyású megbetegedést képes okozni. Ezek közül is kiemelkednek az enterohaemorrhagiás E. coli O157:H7 (EHEC) és egyéb szerotípusú Shiga toxin (Stx) termelő törzsek, amelyek jellegzetesen zoonotikus enterális pathogének, és világszerte súlyos közegészségügyi problémát jelentenek. Az EHEC törzsek legfontosabb, de a betegség kialakításához nem elegendő virulencia faktorát a Stx jelenti. A közelmúltban vált ismertté, hogy a számos effektor protein és egy új AB5 toxin, a subtiláz (subAB) valamint a sejt ciklust gátló ciklomodulinok is alapvető virulencia faktorai lehetnek az EHEC-nek. Több effektor fehérjét pathogenitási sziget kódol, azonban az effektor fehérje gének zöme fágok genomjában foglal helyet. További EHEC virulenciafaktor lehet a cytolethális duzzasztó toxin (CDT) és a cell cycle inhibiting factor (Cif), a toxinok gének szintén fág génekkel vannak határolva. Jelen pályázatban ezen új toxinok eleterjedtségét vizsgáljuk, és ilyen citotoxikus törzsek molekuláris jellemzését végezzük el. Meghatározzuk a cdt-V operonnak és határoló régióinak a nukleotid sorrendjét egy E. coli O157 törzsben. Vizsgáljuk a fág-kódolta effektor fehérjéknek az expresszióját szövettenyészetekben és állatmodellekben és génjeik átvitelére in vitro és in vivo transzdukciós kísérleteket végzünk. Az izolált virulens fágoknak a diagnosztikai (fágtipizálás) és terápiás potenciálját (fág terápia) kívánjuk meghatározni. Ismert “EHEC-specifikus” fágok marker génjeinek vizsgálatára multiplex PCR rendszert fogunk kifejleszteni. Meghatározzuk legalább egy citotoxikus E. coliból izolált virulens fágnak a genomját.
Summary
Escherichia coli strains are genetically and phenotypically highly heterogeneous. Most strains are commensal inhabitants of the intestines but certain pathogenic E. coli strains cause a wide range of diseases. Among them, enterohaemorrhagic E. coli O157:H7 (EHEC) and other Shiga toxin (Stx) producing strains represent a group of worldwide spead zoonotic enteric pathogens causing significant economic loss. Stx production is essential but not sufficient for EHEC virulence. Additionally an extensive repertoire of effector proteins, a novel AB5 toxin called subtilase toxin (subAB), as well as cell cycle inhibitor cyclomodulins could be also essential for EHEC virulence. Some of these effectors are encoded by LEE pathogenicity island but others are mainly within lambdoid prophages. In addition, the cytolethal distending toxin (CDT) V and the cell cycle inhibiting factor (Cif) are also encoded by phages. For this reason in the present study all these novel cytotoxins will be monitored in a large E. coli collection and the lysogenic capacity of cytotoxigenic E. coli strains will be determined. Cdt-V operon will be cloned and sequenced from E. coli O157. The expression of phage-encoded effectors and toxins will be examined in tissue cultures and in animal models. Phage mediated citotoxin transfer experiments will be conducted in vitro and in vivo. The diagnostic and epidemiological significance of the isolated lytic phages (applicability in phage typing) and a phage sequence based multiplex PCR typing system will also be established and evaluated. The genome of a representative lytic phage will be determined. Finally, the prospective therapeutic potential of the phages will be assesed in mouse models.
