Zur Seitenansicht
 

Titelaufnahme

Titel
The mutation frequency of Vibrio cholerae : a comparison study of planktonic and biofilm cells / Andrea M. Brunner
VerfasserBrunner, Andrea M.
GutachterWilson, Iain B.
Erschienen2008
UmfangVIII, 48 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Dipl.-Arb., 2008
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Vibrio cholerae; mikrobielle Evolution; Biofilm; Mutationsfrequenz
Schlagwörter (EN)Vibrio cholerae; microbial evolution; biofilm; mutation frequency
Schlagwörter (GND)Vibrio cholerae / Mutationsrate / Biofilm
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-14218 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
The mutation frequency of Vibrio cholerae [2.31 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Das Pathogen Vibrio cholerae ist der Erreger der Cholera. Dieses Bakterium kommt in der Natur in zwei distinkten Formen vor, als Einzellzelle und in so genannten Biofilmen, die aus Zellen in einer Polysaccharidmatrix bestehen. Es wurde beobachtet, dass sich während der Biofilmentwicklung eine ursprünglich geno- und phenotypisch homogene Population von V. cholerae Zellen verändert und an die neue Biofilmumgebung anpasst, was zu einer höheren phenotypischen Diversität im Biofilm führt. Diese Arbeit untersucht, ob Unterschiede im Genotyp diese phenotypische Diversität hervorrufen, indem sie sich auf einen Aspekt der Mutagenese, die spontane Mutation von Zellen, konzentriert. Zu diesem Zweck wurden Mutationsfrequenzen mithilfe eines genetischen Konstrukts, das auf dem lacI Repressor beruht und die Echtzeitbeobachtung von evolutionären Prozessen auf der molekularen Ebene erlaubt, bestimmt. Das Konstrukt wurde via natürliche Transformation nach Induktion von natürlicher Kompetenz durch Wachstum auf Chitin in das Chromosom des Bakteriums eingefügt. Die mutierten Zellen konnten mithilfe von Konfokaler Laser Scanning Mikroskopie im Biofilm lokalisiert werden. Die Mutationsfrequenz der geernteten Biofilmzellen wurde ermittelt und mit der Frequenz der planktonischen Zellen verglichen. In einem parallelen Ansatz dazu wurden Mutationsfrequenzen über den spontanen Erwerb von Antiobiotikaresistenz gegen Streptomycin, Spectinomycin und Nalidixinsäure bestimmt. Diese Arbeit zeigt, dass die Mutationsfrequenzen mit ungefähr einer mutierten Zelle in einer Million Zellen bei Einzelzellen wie auch Biofilmzellen in der gleichen Größenordnung liegen. Die Resultate deuten jedoch darauf hin, dass eine Bestimmung der Mutationsrate anstelle der Mutationsfrequenz aussagekräftiger wäre.

Zusammenfassung (Englisch)

The pathogenic opportunist and causative agent of the endemic disease cholera Vibrio cholerae naturally occurs in two distinct forms, in a single cell state and in so-called biofilms, consisting of cells in a polysaccharide matrix. It was observed that during biofilm development an initially geno- and phenotypically homogenous population of V. cholerae cells diversifies and adapts to the biofilm environment, leading to a higher phenotypic diversity. This study investigates if the phenotypic diversity is due to genotypic differences, by focusing on one aspect of mutagenesis, the spontaneous mutation of cells. Therefore, mutation frequencies were determined using the lacI repressor as a mutation trap. The genetically-engineered construct, transformed into the bacterias chromosome via natural transformation upon induction of natural competence by growth on chitin, enabled the examination of evolutionary processes in real-time on a molecular level. The mutated cells thereby arising, were localized in the biofilm by confocal laser scanning microscopy. The mutation frequency of harvested biofilm cells was established and compared to the frequency determined for planktonic cells. In a parallel approach, mutation frequencies were estimated by measuring the spontaneous acquisition of antibiotic resistance to streptomycin, spectinomycin or nalidixic acid. The study indicates that the mutation frequencies of both cell states are within the same order of magnitude, i.e. approximately one in a million cells mutates. However, the results imply that, while posing several challenges, a determination of the mutation rate instead of the mutation frequency would be more conclusive.