Identifizierung und Charakterisierung von Plasmiden verschiedener klonaler Gruppierungen in Neisseria meningitidis

• Main Author: Stoevesandt, Johanna
• Format: Doctoral Thesis
• Language: deu
• Published: 2002
• Subjects: ddc:610
• Online Access: https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/frontdoor/index/index/docId/599; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7016; https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7016; https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/files/599/Doktorarbeit_J._Stoevesandt.pdf

128 Meningokokkenstämme unterschiedlicher klonaler Linien und Serogruppen aus verschiedenen Ländern wurden im Rahmen eines Screenings auf die Präsenz von Plasmiden untersucht. Aus 66% der Stämme konnten Plasmide isoliert werden. Diese waren innerhalb der verschiedenen klonalen Linien spezifisch verteilt. Das 1,986 kb große Plasmid pJS-A (EMBL Accession Number AJ238491) fand sich ausschließlich in Serogruppe A Stämmen der Subgruppe VI. Das 7,245 kb große Plasmid pJS-B (EMBL Accession Number AJ277475) wurde in 91% der untersuchten ET-37 Stämme und in 67% der nahe verwandten Cluster A4 Stämme gefunden. Es ist ein hochspezifischer Marker für diese klonalen Linien. Aus Vertretern des ET-5 Komplexes konnten keine Plasmide isoliert werden. Die Plasmide pJS-A und pJS-B wurden vollständig sequenziert. Beide zeichnen sich durch einen für Meningokokken untypisch hohen AT-Gehalt aus (pJS-A: 55,4%, pJS-B: 57,9%). Auf pJS-A befinden sich zwei, auf pJS-B acht offene Leseraster. Der Vergleich der abgeleiteten Aminosäuresequenzen ergab für beide Plasmide keine signifikanten Homologien zu Datenbankeinträgen. Für pJS-B wurde an Position 20 bis 307 eine 93%ige Identität mit einer für das Genom des Gonokokkenstammes MS11-A beschriebenen Region festgestellt, welche die beiden Inverted Repeats IR1 und IR2 enthält und dem Gen pivNG benachbart ist, das für eine Rekombinase kodiert. Bei der Repeat-Region des Gonokokkenstammes MS11-A handelt es sich nach Carrick et al. möglicherweise um eine Rekombinationsstelle. Es konnte gezeigt werden, dass pJS-B über seine homologe Repeat-Region chromosomal integriert. Ob es jedoch als wirkliches Plasmid eigenständig replizieren kann, bleibt zweifelhaft. pJS-A und pJS-B stellen Beispiele für die spezifische und stabile Verteilung von DNA-Elementen in einer Bakterienpopulation dar, die sich grundsätzlich durch genetische Vielfalt und regen Austausch von DNA auszeichnet. pJS-B ist eines von vielen DNA-Elementen, die für den ET-37 Komplex und den Cluster A4 spezifisch sind. Dies unterstützt das Konzept der genetischen Isolierung dieser hypervirulenten Linien. === 128 representative strains of different clonal lineages and serogroups of Neisseria meningitidis were screened for the presence of plasmids. 66% of those were positive for plasmid DNA. Plasmids were differentially distributed among the clonal groups. The 1.986 kb plasmid pJS-A (EMBL accession number AJ238491) was restricted to serogroup A meningococci of subgroup VI. The 7.245 kb plasmid pJS-B (EMBL Accession Number AJ277475) was identified in most of the ET-37 complex strains (91%) and in many of the closely related A4 cluster strains (67%). It proved to be highly specific for these clonal lineages. No plasmids could be found in strains of the ET-5 complex. The plasmids pJS-A and pJS-B have been fully sequenced. Both plasmids exhibited an unusually high AT content (pJS-A: 55,4%, pJSB: 57,9%) compared to chromosomal neisserial DNA. Two open reading frames could be identified on plasmid pJS-A, eight on plasmid pJS-B. The deduced amino acid sequences of both plasmids did not any reveal significant homologies to entries in public databases. Positions 20 to 307 of pJS-B were 93% identical to the IR1/IR2 inverted-repeat region upstream of the pivNG gene of Neisseria gonorrhoeae which according to Carrick et al. encodes the pilin gene-inverting protein homologue PivNG. It could be demonstrated that a full copy of the plasmid is carried in chromosomal DNA of ET-37 strains containing pJS-B. We hypothesize that the site of recombination is the IR1/IR2 region. It is not known whether pJS-B is able to replicate autonomously. pJS-A and pJS-B are examples for the stable and specific distribution of DNA elements within a recombining and genetically variable bacterial species. pJS-B is one of many DNA elements characterizing the ET-37 complex and cluster A4. It therefore provides further prove to the concept of genetic isolation of these clonal lineages.