Helsingin yliopisto, Maatalous-metsätieteellinen tiedekuntaUniversity of Helsinki, Faculty of Agriculture and ForestryHelsingfors universitet, Agrikultur- och forstvetenskapliga fakultetenKaansalo, Katariina Emilia2023URN:NBN:fi:hulib-202401171105http://hdl.handle.net/10138/569880Enterotoksigeeninen Escherichia coli (ETEC) -infektio on yksi merkittävimmistä kolibasilloosin aiheuttajista nuorilla eläimillä ja on siksi merkittävä syy E. colin aiheuttamaan ripuliin maailmanlaajuisesti. Välittömiä ratkaisuja tarvittaisiin tämän kriisin ratkaisemiseksi ja erityisesti faagiterapia olisi yksi mahdollinen vaihtoehto ETEC-infektioiden hoitoon. Jumbofageilla on hyvät ominaisuudet mahdolliseen terapiakäyttöön niiden laajan genomin ansiosta, mutta ne ovat vielä varsin huonosti tunnettuja. Tämän tutkielman tavoitteena oli karakterisoida äskettäin eristetty Escherichia coli faagi fPf-Eco01 keskittyen erityisesti faagiterapian kannalta keskeisiin ominaisuuksiin. Tavoitteena oli myös selvittää, soveltuuko faagi terapiakäyttöön. Faagin genomin koko oli 379 kb, mikä luokittelee sen jumbofageihin. fPf-Eco01 faagi on mahdollisesti Asteriusvirus-suvun edustaja kuuluen samalla Caudoviricetes-luokkaan. Genomisekvenssin analysoinnissa ei ilmennyt haitallisia geenejä, jotka voisivat koodata antibioottiresistenssiä tai toksiineja. Sekvenssin perusteella faagin elinkierto ei olisi lysogeeninen, mikä voisi estää faagin käytön faagiterapiassa. Läpäisyelektroni-mikroskopia paljasti, että faagi fPf-Eco01 on kooltaan jumbofagin kokoinen ja sillä on supistuva häntä sekä selkeä häntälevy ja häntäsäikeet. Faagi-partikkelin keskipituus on 227 nm. Faagilla on laaja isäntäkirjo, sillä se infektoi jopa 38 % testatuista kliinisistä E. coli -kannoista. Osa faagin isäntäkantana toimivista kannoista oli laajakirjoisia beetalaktamaasi (ESBL) kantoja, jotka olivat eristetty suomalaisilta sairaalapotilailta. Faagi ei kuitenkaan infektoinut muita ETEC-kantoja, kuin vain sen alkuperäisen eristysisännän. Faagi sieti matalia pH-olosuhteita ja selvisi infektiokykyisenä useissa säilytysliuoksissa, joita voidaan käyttää faagiterapiassa. Näin ollen faagi pysyisi mahdollisesti infektiokykyisenä, mikäli faagihoitoa annettaisiin suun kautta tai faageja annosteltaisiin suonensisäisen nesteen mukana. Faagi fPf-Eco01 vaikuttaa olevan hyvä kandidaatti faagiterapiakäyttöön. Faagin laajan isäntäkirjon vuoksi sitä voitaisiin mahdollisesti käyttää ihmisten E. coli -infektioiden hoidossa. Lisätutkimuksia tarvitaan, jotta voidaan selvittää faagin mahdollista käyttöä ETEC-infektioita vastaan.Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) infection is the predominant type of colibacillosis in young animals and a significant cause of E. coli-related diarrhea worldwide. Urgent solutions are required to address the crisis, and phage therapy stands out as a potential option for treating ETEC-related infections. Jumbo phages possess considerable potential for therapeutic use due to their large genome, although they are still relatively poorly known. The objective of this thesis was to characterize recently isolated Escherichia phage fPf-Eco01, focusing on essential properties for phage therapy, and to determine if the phage is suitable for phage therapy. The phage possesses a genome size of 379 kb classifying it a jumbo phage. Based on its genome sequence, fPf-Eco01 phage is a possible member of the Asteriusvirus genus of the Caudoviricetes class. The genome analysis did not recognize any harmful genes that encode antibiotic resistance or bacterial toxins. There were also no indications for phage lysogenic lifecycle which would prevent the use of phage in phage therapy. Transmission electron microscopy also revealed that the fPf-Eco01 virion was the size of a jumbo phage, and it was noted to have a contractile tail with visible baseplate and tail fibers. Virion's mean length was 227 nm. Phage had a wide host range by infecting 38 % of the tested clinical E. coli strains some of which were Extended-Spectrum Beta-Lactamase (ESBL) strains isolated from Finnish hospital patients. The phage did not infect other ETEC strains than the original host. The phage tolerated low pH conditions and remained infectious in several storage solutions that could be used in phage therapy. In addition, this indicates that the phage may retain its infectious properties when administered orally or possibly as part of an intravenous solution. As a conclusion, fPf-Eco01 phage is a good candidate for phage therapy use. Due to phage broad-host-spectra, the phage can potentially be used to treat other human E. coli infections. Further investigation is required to explore the potential use of the phage against ETEC infections.engEscherichia coliphagebacteriophagejumbo phagephage therapyEnterotoxigenic Escherichia coli (ETEC)Extended-Spectrum Beta-Lactamase (ESBL)Asteriusvirusdiarrhoeapro gradu -tutkielmatei opintosuuntaano specializationingen studieinriktningMikrobiologian ja mikrobibiotekniikan maisteriohjelmaMaster's Programme in Microbiology and Microbial BiotechnologyMagisterprogrammet i mikrobiologi och mikrobiell bioteknik