Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Mikrobiologie

Betreuer: Prof. Dr. Bernd Kreikemeyer



Dipl. biol Thomas Köller
(e-mail: thomas.koeller@med.uni-rostock.de )

Untersuchungen zur funktionellen und epidemiologischen Bedeutung der Streptococcus pyogenes FCT-Genregion

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der pathogenetischen Bedeutung der GAS-FCT-Genregion. Dabei wurden sowohl funktionelle, regulatorische als auch epidemiologische Aspekte innerhalb dieses Genbereichs kodierter Gene bearbeitet. In der Zusammenschau aller Ergebnisse der vorliegenden Arbeit konnte dargestellt werden, dass die GAS-FCT-Genregion bedeutende strukturelle und regulatorische Komponenten der GAS-Pathogenese kodiert. Die FCT-Regulatoren Nra/RofA und MsmR konnten als Bestandteile des GAS-Virulenzregulationsnetzwerks aufgezeigt werden, deren wichtigste Funktion in der Expressionsregulation der innerhalb der FCT-Genregion kodierten GAS-Pilusgene liegt. Der GAS-Pilus konnte als bedeutsamer struktureller Bestandteil des GAS-Biofilms etabliert werden. Die epidemiologischen Untersuchungen von 183 klinischen GAS-Stämmen zeigten für die meisten Isolate ein vom Umgebungs-pH-Wert abhängiges Biofilmbildungverhalten in Assoziation mit dem vorliegenden FCT-Typ. Dies deutet auf einen Bezug zwischen den häufigen milden und lokal begrenzten GAS-Infektionen und der FCT-Genregion an. Damit ist die FCT-Genregion nicht nur ein pathogenetisch wichtiger Genbereich, sondern, aufgrund seiner Heterogenität hinsichtlich Gengehalt und Struktur, auch ein epidemiologisch bedeutsamer Typisierungsmarker mit direktem phänotypischen Bezug.

The present thesis deals with the pathogenetic significance of the Streptococcus pyogenes FCT-region. In this process, detailed functional, regulatory and epidemiological aspects of the FCT-encoded genes have been investigated. In conclusion, the FCT-region encoded regulators Nra/RofA and MsmR have been shown to play a role within the GAS-virulence-regulatory-network. Thereby the regulatory influence on the FCT-encoded GAS-pilus-genes was displayed to be their most important challenge. The GAS-FCT-pilus was shown to be a key factor of GAS-biofilm structure. Epidemiological investigations of 183 clinical GAS-isolates indicated the specifiable FCT-region to be involved in GAS-biofilm formation in a type-dependent manner. Thus, biofilm formation behavior seems to depend on environmental pH-condition as well as the shared FCT-type of the investigated GAS-isolates. This indicates a relation between the FCT-region and the most common mild GAS-diseases. In summary, next to its pathogenetic meaning within GAS-biofilm formation behavior the FCT-region has been shown to be a suitable marker for epidemiological GAS-typing with a phenotypical reference.