cspB- ja cspC-geenien merkitys Clostridium botulinum ATCC 3502 -kannan kyvylle kasvaa kylmässä

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201801151503
Title: cspB- ja cspC-geenien merkitys Clostridium botulinum ATCC 3502 -kannan kyvylle kasvaa kylmässä
Author: Norrgård, Heidi
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Veterinary Medicine, Department of Food and Environmental Hygiene
Publisher: Helsingfors universitet
Date: 2009
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201801151503
http://hdl.handle.net/1975/8415
Thesis level:
Abstract: Clostridium botulinum is an anaerobic rod shaped bacterium. It forms endospores that are commonly found in soils and aquatic sediments. C. botulinum produces one of the most potent neurotoxins that causes dangerous neuroparalytic disease called botulism. Food-borne botulism is an intoxication due to ingestion of preformed neurotoxin in foods. When favouring minimally processed food which safety depends almost only on chilled storage the risk of neurotoxin formation increases. It is essential to know the mechanisms of cold tolerance of C. botulinum when improving the safety of high-risk foods. A rapid temperature downshift causes decrease in the synthesis of most of the proteins in the cell. However the synthesis of structurally related cold shock proteins (Csp) reaches the maximum level after cold shock. It is assumed that these proteins are important for bacterial cold shock response. The exact function and meaning of cold shock proteins is not fully understood but they are believed e.g. to inhibit the formation of unwanted secondary structures of nucleic acids and regulate the synthesis of other proteins. The genome of C. botulinum ATCC 3502 strain contains three cold shock protein coding genes: cspA, cspB and cspC. The meaning of the cold shock proteins for the growth of ATCC 3502 was studied by comparing the growth of wild type strain and cspB- and cspC -mutant strains at different temperatures. The alterations in the expression of cspA-, cspB- and cspC -genes after cold shock were also studied. The results confirm that cspB and cspC genes are related to cold tolerance of the C. botulinum ATCC 3502 strain. cspB and cspC mutant strains grew at 20 °C at a reduced rate compared to C. botulinum ATCC 3502 wild type strain. There was no difference in growth rate between the strains grown at 37 °C and 44 °C. With quantitative RT-PCR, a significant twofold increase in the expression of cspA and cspB was detected for C. botulinum ATCC 3502 wild type strain while the expression of cspC stayed at normal level after cold shock. In cspB mutant strain the expression of cspA increased almost fivefold after cold shock. In cspC mutant strain after cold shock the trend of the expression of the other csp-genes was to decrease or stay at normal level. The results of quantitative RT-PCR method indicate some ability of csp genes to compensate for the functions of down regulated csp gene by other csp genes.Clostridium botulinum on anaerobinen sauvabakteeri, jonka muodostamia itiöitä löytyy yleisesti maaperästä ja vesistöjen sedimenteistä. C. botulinum tuottaa voimakkainta tunnettua neurotoksiinia, joka aiheuttaa hengenvaarallisen sairauden, botulismin. Ihminen altistuu botulinumneurotoksiinille syödessään kontaminoituneen elintarvikkeen ilman toksiinia tuhoavaa kuumennuskäsittelyä. C. botulinumin kylmänsiedon taustalla olevien mekanismien tunteminen on ratkaisevaa kehitettäessä riskielintarvikkeiden turvallisuutta. Nopea lämpötilan lasku aiheuttaa useimpien solun proteiinien synteesin vähenemisen. Hyvin homologisen ryhmän muodostavien kylmäsokkiproteiinien (Cold shock protein, Csp) synteesi saavuttaa kuitenkin maksimitasonsa kylmäshokin jälkeen. Niiden oletetaan olevan tärkeä tekijä bakteerien kyvyssä sopeutua kasvamaan alhaisissa lämpötiloissa. Kylmäsokkiproteiinien tarkkaa toimintaa ja merkitystä ei vielä tunneta, mutta niiden uskotaan mm. estävän proteiinien syntetisoimista häiritsevien rakenteiden muodostumista sekä säätelevän useiden muiden proteiinien synteesiä. C. botulinum ATCC 3502 -kannalla tunnetaan kolme kylmäsokkiproteiineja koodaava geeniä: cspA, cspB ja cspC. C. botulinum ATCC 3502 -kannasta Nottinghamin yliopiston ClosTron-menetelmällä valmistettujen cspB- ja cspC-mutanttikantojen avulla tutkittiin kylmäsokkiproteiinien merkitystä C. botulinum ATCC 3502 -kannan kasvulle eri lämpötiloissa sekä CspA-, CspB- ja CspC kylmäsokkiproteiineja koodaavien geenien ilmentymisen muutoksia kylmäshokin jälkeen. Tulokset vahvistivat oletuksen, että CspB- ja CspC-kylmäsokkiproteiinit ovat tärkeitä C. botulinum ATCC 3502 -kannan kylmäänsopeutumisessa. Kasvukokeissa havaittiin cspB- ja cspC-mutanttikantojen kasvavan 20 °C:ssa C. botulinum ATCC 3502 -villityypin kantaa heikommin. Kasvatettaessa tutkittavia kantoja 37 °C:ssa ja 44 °C:ssa ei havaittu merkittävää eroa kasvussa kantojen välillä. Kvantitatiivisella RT-PCR-menetelmällä saaduissa tuloksissa havaittiin C. botulinum ATCC 3502 -kannalla merkitsevä cspA- ja cspB-geenien ilmentymisen kasvu n. kaksinkertaiseksi kylmäshokin jälkeen cspC-geenin ilmentymisen säilyessä normaalitasolla. cspB-mutanttikannalla cspA-geenin ilmentyminen kasvoi lähes 5-kertaiseksi kylmäshokin jälkeen. cspC-mutanttikannalla oli kylmäshokin jälkeen trendinä muiden tutkittujen csp-geenien ilmentymisen väheneminen tai pysyminen lähtötasolla.
Subject: qRT-PCR
Bioscreen
cold adaptation
cold shock protein
kylmäsokkiproteiini
kylmäänsopeutuminen
Discipline: Food Hygiene
Elintarvikehygienia
Livsmedelhygien


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record