Funktion der RNase G in der Virulenz von P. aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa (Pae) ist ein opportunistischer Pathogen des Menschen. Pae ruft häufig nosokomiale Infektionen vor allem bei immunsupprimierten und älteren Personen hervor, die mit einer hohen Mortalitätsrate einhergehen. Viele klinische Pae Stämme sind multiresistent gegenüber Antibiotika. Zusätzlich formt Pae Biofilme, wie beispielsweise in der Lunge von Patienten, die an cystischer Fibrose leiden, eine Eigenschaft die wiederum zur Resistenz gegenüber einer Vielzahl von antimikrobiellen Stoffen führt. Obwohl eine Vielzahl von Studien zur Regulation von Virulenzfaktoren und der Biofilmformation von Pae auf transkriptionaler Ebene durchgeführt wurde, ist der Wissensstand über post-transkriptionale Regulationsmechanismen, die in die Pathogenizität eingreifen, sehr eingeschränkt. Beispielsweise wurden sehr wenige Studien durchgeführt, die sich mit der Stabilität von mRNAs befassen, die für Virulenzgene kodieren. In allen Organismen wird der RNA Umsatz von einer geringen Anzahl von Enzymen bewerkstelligt. Eines dieser Enzyme ist RNase G, das in Escherichia coli eine Anzahl von mRNAs reguliert. Das Hauptziel dieser Studie ist es RNase G regulierte Gene und nicht kodierende RNAs genomweit mit Hilfe von modernen Sequenzierungsmethoden in Pae zu identifizieren, die eine Rolle in der Virulenz oder bei der Biofilmformation spielen.

Pseudomonas aeruginosa ist ein opportunistisches humanpathogenes Bakterium, das oft durch nosokomiale Infektionen erworben wird und aufgrund hoher Antibiotikaresistenzen zu schweren klinischen Komplikationen führen kann. Bisher wurde eine Vielzahl von Studien durchgeführt, die zum besseren Verständnis der transkriptionalen Regulation von Virulenzgenen und Genen, die in die Biofilmbildung involviert sind, beigetragen haben. Im Vergleich dazu sind wenige Regulationsmechanismen auf post-transkriptionaler Ebene bekannt, die zur Pathogenizität beitragen. Das Hauptziel dieser Studien war es genomweit Gene und nicht kodierende RNAs zu identifizieren, die post-transkriptional durch RNase G reguliert werden und eine Rolle in der Pathogenizität des Bakteriums spielen. Dazu wurden Transkriptom-, phenotypische- und in vitro Analysen durchgeführt. Mit Hilfe einer globalen und differentiellen RNA-Sequenzierungsanalyse konnten transkriptionale Startpunkte und Prozessierungsstellen in RNAs gleichzeitig ermittelt werden. Die durchgeführten Studien ergaben keinen Hinweis für eine Rolle der RNase G in der post- transkriptionalen Regulation von Virulenzgenen oder von Genen, die in die Biofilmbildung involviert sind. Im Gegensatz zu anderen Gram-negativen Bakterien, in denen RNase G eine globale Rolle spielt, scheint die RNase G abhängige Prozessierung in P. aeruginosa nur wenige Transkripte zu betreffen. Die Studien ergaben jedoch, dass RNase G in der Prozessierung der nicht-kodierenden RNA CrcZ eine Rolle spielen könnte. Diese RNA ist sowohl in den Kohlenstoffmetabolimus, als auch in die Ausbildung von Antibiotikaresistenzen involviert, da sie die Funktion des globalen Regulators Hfq moduliert. Weiters wurde die enzymatische Aktivität gereinigter RNase G in vitro untersucht. Wie bei anderen Gram-negativen Bakterien erfordert die Erkennung und Prozessierung von RNA Substraten ein 5Monophosphat Ende. Darüberhinaus wurde die Funktion der nicht kodierenden RNA ReaL im Hinblick auf die Regulation des rpoS Gens in P. aeruginosa untersucht. Der Sigmafaktor RpoS ist ein Hauptregulator von Genen, die in stationärer Phase aktiviert werden, sowie von mehreren Virulenzgenen. Es konnte gezeigt werden, dass ReaL die Synthese von RpoS negativ reguliert, indem es die Translation der rpoS mRNA in Hfq-abhängiger Weise blockiert.