Bertram R Project

Änderungen SPP 1316 Projekt Bertram

Teilnehmer Projekt Bertram

PD Dr. Ralph Bertram

Dipl. Biol. Marcel Prax

Aktualisierte Projektbeschreibung

Staphylococcus aureus is capable of forming biofilms, which probably constitute reservoirs for so called persister cells. These represent a subpopulation of a bacterial culture, are metabolically rather inactive, non-dividing and display enhanced antibiotic tolerance. It can be assumed that bacteria in the viable but non-culturable (VBNC) state exhibit a related pattern of dormancy. We aim to reveal possible roles of VBNC/persister cells in chronic infections and address this issue by exploiting self-established S. aureus model systems. Cells selected for antibiotic tolerance or starved for mevalonate (both resembling a VBCN/persister-state) will be subjected to transcriptome, intracellular metabolome and host-cell interaction analyses. In order to identify factors associated with the persister-state, forward- and reverse genetics approaches will be taken. Naïve S. aureus persisters might be selected using dim GFP fluorescence and FACS and genes differently expressed in normal vs. persister cells will be targeted. Furthermore, an S. aureus genomic library will be screened and genes, the putative homologs of which have been described as “persister genes” in other bacteria will be analyzed. Revealing factors associated with VBNC/persister states in S. aureus and establishing respective stable or inducible S. aureus models will allow delineating correlations to the small colony variant phenotype and shedding light on the physiology and the interaction of dormant S. aureus bacteria with host cells.

Staphylococcus aureus ist in der Lage Biofilme zu bilden, die vermutlich Reservoirs für so genannte Persister-Zellen darstellen. Diese Zellen bilden eine Unterpopulation, die metabolisch relativ inaktiv ist und Toleranz gegenüber Antibiotika aufweist. Es kann angenommen werden, dass Bakterien in einem lebensfähigen, aber nicht-kultivierbaren Zustand (VBNC) ein ähnliches Dormanzmuster aufweisen. Wir haben das Ziel, mögliche Rollen von VBNC/Persister-Zellen bei chronischen Infektionen aufzudecken und gehen diese Fragestellung an, in dem wir selbst etablierte S. aureus Modellsysteme einsetzen. Auf Antibiotikatoleranz hin selektierte oder unter Mevalonat- Hunger stehende Zellen (die beide einen VBNC/Persister-Zustand widerspiegeln), werden Transkriptom-, intrazellulären Metabolom- und Wirtszellinteraktionsanalysen unterzogen. Um Faktoren, die mit dem Persister-Zustand assoziiert sind zu identifizieren, werden vorwärts- und reversgenetische Ansätze verfolgt. Naive Persister-Zellen könnten sich durch schwache GFP Fluoreszenz und FACS selektieren lassen und Gene werden adressiert, die in Persistern, im Vergleich zu normalen Zellen, differentiell exprimiert sind. Zudem wird eine genomische S. aureus Bibliothek durchmustert und Gene analysiert, deren Homologe in anderen Bakterien als „Persister-Gene“ beschrieben wurden. Die Aufdeckung von Faktoren, die mit VBNC/Persister-Zuständen in S. aureus Verbindung stehen, und die Etablierung entsprechender stabiler oder induzierbarer S. aureus Modelle wird es ermöglichen, Verbindungen zum Kleinkolonie-Varianten Phänotyp herzustellen und die Physiologie und die Interaktion dormanter S. aureus Bakterien mit Wirtszellen zu beleuchten.

Neue Publikationen

Lechner, S., Patra, P., Klumpp, S. und Bertram, R. “Interplay between population dynamics and drug tolerance of Staphylococcus aureus persister cells“ J Mol Microbiol Biotechnol [AKZEPTIERT]

Schuster, C. F., Park J. H., Prax, M., Herbig, A., Nieselt, K., Rosenstein, R., Inouye M. und Bertram R. (2013). “Characterization of a mazEF toxin-antitoxin homologue from Staphylococcus equorum” J Bacteriol 195(1): 115-125

Lechner, S., Lewis K. und Bertram R. (2012). “Staphylococcus aureus Persisters Tolerant to Bactericidal Antibiotics” J Mol Microbiol Biotechnol 22(4): 235-44

Gauger, T., Weihs, F., Mayer, S., Krismer, B., Liese, J., Kull, M. und Bertram, R. (2012). ”In vivo monitoring of protein expression in Staphylococcus aureus

Helle, L., Kull, M., Mayer, S., Marincola, G., Zelder, M.-E., Goerke, C., Wolz, C. und Bertram, R. (2011).”Vectors for improved Tet repressor dependent gradual gene induction or silencing in Staphylococcus aureus” Microbiology 157(12): 3314-3323