Transkription in Mycoplasma pneumoniae

Das humanpathogene Bakterium Mycoplasma pneumoniae besitzt lediglich ein kleines Repertoire von Genen, die vermutlich an der Transkriptionsregulation beteiligt sind. Dieser Umstand reflektiert seine Anpassung an ein nährstoffreiches Habitat mit konstanten Umweltbedingungen, dem menschlichen Lungenepithel. Bis heute ist der Hitzeschockregulator HrcA das einzige charakterisierte Protein, welches an der Transkriptionsregulation in diesem Organismus beteiligt ist. Da jedoch zahlreiche andere Transkriptionsregulationen in M. pneumoniae beschrieben worden sind, stellt sich die Frage, welche Mechanismen bzw. welche Regulatoren für diese Ereignisse verantwortlich sind. Das Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung der übrigen Proteine, die vermutlich an Regulationsereignissen beteiligt sind. Die gezielte Suche nach Mutanten, denen diese Proteine fehlen, zeigte dass die Mehrheit dieser Proteine für die Vitalität des Bakteriums essentiell ist. Lediglich Mutanten, denen die weitläufig in Bakterien konservierten Proteine RelA und WhiA fehlen, konnten isoliert werden. Außerdem konnte eine Interaktion zwischen dem Protein Mpn266 und der α-Untereinheit der RNA-Polymerase nachgewiesen werden, ein Hinweis darauf, dass Protein Mpn266 ein Ortholog des Transkriptionsregulators Spx in den Firmicutes ist. Auch dieser mutmaßliche Transkriptionsregulator ist essentiell. Zahlreiche Experimente zur Charakterisierung der Rolle von RelA und des Signalmoleküls (p)ppGpp in M. pneumoniae wurden durchgeführt. Während gezeigt werden konnte, dass die Mechanismen, die zur RelA-abhängigen Synthese von (p)ppGpp in diesem Organismus konserviert sind, konnte, abgesehen von der Unfähigkeit (p)ppGpp herzustellen kein weiterer Phänotyp gefunden werden. Ein Effekt von (p)ppGpp auf die Transkription konnte mittels Mikroarray-Experimenten nicht nachgewiesen werden. Zusätzliche Untersuchungen zur Rolle der HPr-Phosphorylierung konnten zudem zeigen, dass diese keine Rolle bei der Transkriptionsregulation spielen. Statt dessen scheint die HPr-Phosphorylierung die pH-abhängige Zuckeraufnahme in M. pneumoniae zu regulieren. Mikroarrayuntersuchungen einer whiA Mutante zeigen eine konstitutive Hochregulation der Transkription eines großen Operons, welches hauptsächlich aus ribosomalen Genen besteht. Da sowohl der Regulator als auch das Operon in Gram-positiven Bakterien konserviert sind, liegt die Vermutung einer identischen Funktion dieses Regulators in anderen Bakterien nahe. Diese Vermutung wird durch das Vorhandensein eines gemeinsamen DNA Motivs vor diesem Operon gestützt. Zusammengefasst beinhaltet diese Arbeit die ersten Mikroarrayuntersuchungen von M. pneumoniae Mutanten überhaupt und liefert die Grundlage für zukünftige Experimente, die darauf abzielen, Regulationsereignisse in diesen Organismus besser zu verstehen

Evaluation of the Biofire Filmarray Pneumonia panel plus for lower respiratory tract infections

Background: Standard diagnostic methods for lower respiratory tract infections are currently too slow and insensitive to guide early clinical decisions concerning treatment and isolation. Syndrome-specific, diagnostic panels have potential to provide information about aetiology quickly. Available panels have been of limited use in lower respiratory tract infections due to slow turn-around-time, lack of quantification of important pathogens and lack of detection of resistance genes. Materials/methods: We evaluated the newly developed Biofire(R) Filmarray(R) Pneumonia Panel plus (Biomerieux). Eighty-eight consecutive lower respiratory tract samples were analyzed by both standard microbiological methods, as requested by the referring clinician, and by the panel. The agreement with standard methods, empirical treatment coverage and possible impact on isolation practices were assessed by comparing the results from standard diagnostic methods with the panel results in relation to clinical data and information of antimicrobial therapy. Results: Both qualitative and semi-quantitative results from the panel generally displayed good agreement with standard methods and by combining methods, a possible aetiology was detected in 73% of patients. Due to the panel approach, the panel detected viruses more frequently. In 25% of the 60 patients assessed for empirical treatment coverage, a pathogen not covered by current therapy was detected and in 30% of in-house patients the panel results were found to potentially influence clinical decisions related to isolation care. Conclusions: The new diagnostic panel shows promise in improving aetiological diagnostics of lower respiratory tract infections. Correctly applied it has potential to offer support in clinical decision-making within hours of sampling

Propionibacterium (Cutibacterium) granulosum Extracellular DNase BmdE Targeting Propionibacterium (Cutibacterium) acnes Biofilm Matrix, a Novel Inter-Species Competition Mechanism

Acne vulgaris is the most common dermatological disorder worldwide affecting more than 80% of adolescents and young adults with a global prevalence of 231 million cases in 2019. The involvement of the skin microbiome disbalance in the pathophysiology of acne is recognized, especially regarding the relative abundance and diversity of Propionibacterium acnes a well-known dominant human skin commensal. Biofilms, where bacteria are embedded into a protective polymeric extracellular matrix, are the most prevalent life style for microorganisms. P. acnes and its biofilm-forming ability is believed to be a contributing factor in the development of acne vulgaris, the persistence of the opportunistic pathogen and antibiotic therapy failures. Degradation of the extracellular matrix is one of the strategies used by bacteria to disperse the biofilm of competitors. In this study, we report the identification of an endogenous extracellular nuclease, BmdE, secreted by Propionibacterium granulosum able to degrade P. acnes biofilm both in vivo and in vitro. This, to our knowledge, may represent a novel competitive mechanism between two closely related species in the skin. Antibiotics targeting P. acnes have been the mainstay in acne treatment. Extensive and long-term use of antibiotics has led to the selection and spread of resistant bacteria. The extracellular DNase BmdE may represent a new bio-therapeutical strategy to combat P. acnes biofilm in acne vulgaris