Regensburg, Univ., Diss., 2009.

Universiẗat, Diss., 2002--Bremen.

Universiẗat, Diss., 2004--Bremen.

Objective: National and supranational directives (EU-bathing water directiv, WHO directives) exist to examine the bathing-water quality with concern to public health criteria. E.coli, Intestinal enterococci and Enteroviruses serve as indicators for the contamination of a water with pathogenic bacteria and viruses. As an valuable indicators for the viral contamination bacteriophages are discussed. The aim of this work is the evaluation of somatic and F+ RNA coliphages as indicators of a contamination with enteric viruses considering a lignite mining lake as example. Approach: In weekly intervals, the concentration of bacterial and viral indicators, as well as the presence or absence of enteric viruses in the mining lake "Werbeliner See" (central German lignite mining area), in the flooding water and in the sewage plant Leipzig-Rosental, which significantly influences the flooding water, was examined. The paramters E.coli, Intestinal enterococci and spores of Clostridium perfringens serve as indicators for the hygienic state. As possible indicators of a viral contamination, somatic and F+ RNA coliphages were examined. Several hygienic relevant enteric viruses (Entero-, Noro-, Astro-, Adeno-, Rota- and Hepatitis A-viruses) were detected by means of adequate molecular biological methods and enumerated. Results: 1. The sewage plant Leipzig-Rosental eliminated fecal bacteria and bacteriophages very efficiently (about two logs), however the reduction of E.coli and enterococci was significant higher then the reduction of Cl.perfringens-spores and bacteriophages. The purification capacity benefits from the application of chemical precipitants (Fe (III) cloride / sulfate). 2. The reduction of genomes of Noro-, Astro- and Enteroviruses by the sewage plant was in the range of one to two logs. 3. All examined viruses could be detected in the inflow and the outflow of the sewage plant during the time of examination. 4. The concentration of fecal bacteria in the lake Werbeliner See was very low. The requirements by the EU-bathing water directive (76/160/EWG) with 2000 . (100 ml)-1 (E.coli, imperial value) and 100 . (100 ml)-1 (enterococci, guide value), respectively, were under-run clearly, also concerning the individual sampling days. 81 % and 92 % of the samples of the lake Werbeliner See (except the inflow site) were below the detection limit of 0,1 PFU . ml-1 for somatic and F+ RNA coliphages, respectively. 5. In contrast, DNA and RNA of all examined virus could be found in the lake. Quantitative PCR reveald a virus load between 0 und 105 Gen.equiv. . l-1 for Entero-, Noro- and Astroviruses. 6. The detection of infectious Enteroviruses on BGM cell lines yielded one positve sample (=1,2%). Since the concentration of Enterovirus genomes in the quantitative PCR was three to four log-steps lower then this of the Noro- and Astroviruses, one could specualte, that the concentration of infectious Noro- and Astroviruses in the lake was quite high. 7. The low rate of positive infectious Enteroviruses in the lake reflects the low concentration of bacteriophages. But the direct comparison of the concentration of bacteriophages with the concentration of infectious Enteroviruses in the flooding water casts doubt on the indicatior value of bacteriophages regarding Enteroviruses. In conclusion, this finding suggests that an exclusive indication of bacteriophages concerning a contamination with Enteroviruses is not possible. 8. The use of bacteriophages as indicators of a wider range of enteric viruses could attenuate this discrepancy by the epidemiological more frequent appearance of enteric viruses as a sum. 9. In this context bacteriophages could, due to their comparatively high resistence, have a key function in the assesment of the hygienic quality of a water sample. / Problemstellung: Um die hygienische Qualität von Badegewässern zu beurteilen existieren nationale und übernationale Richtlinien (EU-Badegewässerrichtlinie, WHO-Richtlinien). E.coli, Intestinale Enterokokken und Enteroviren dienen dabei als Indikatoren für die Belastung des Gewässers mit humanpathogenen Keimen bzw. Viren. Als Indikatoren für die virale Belastung sind in diesem Zusammenhang unter anderem Bakteriophagen im Gespräch. Gegenstand dieser Arbeit sind die Evaluierung von Somatischen und F+ RNA Coliphagen als Indikatoren für die Kontamination mit enteralen Viren am Beispiel eines Tagebausee sowie die Dokumentation der hygienischen Wasserqualität des Tagebausees unter Berücksichtigung des Flutungswassers. Vorgehensweise: In wöchentlichen Routineuntersuchungen wurden die Konzentrationen bakterieller und viraler Indikatoren, sowie die An- oder Abwesenheit enteraler Viren im Tagebausee "Werbeliner See" untersucht. Verschiedene, hygienische relevante enterale Viren (Entero-, Noro-, Astro-, Adeno-, Rotaviren, sowie Hepatitis A-Viren) wurden mittels geeigneter molekularbiologischer und zellkultureller Methoden detektiert und quantifiziert. Ergebnisse: 1. Die Kläranlage Leipzig-Rosental eliminierte sehr effizient (ca. zwei Größenordnungen) fäkale Bakterien und Bakteriophagen, wobei die Reduktion von E.coli und Enterokokken signifikant höher war als die von Cl.perfringens-Sporen und Bakteriophagen. Die Reinigungsleistung wird durch den Einsatz von chemischen Fällmitteln (Eisen-(III)-Chlorid / -Sulfat-Salze) begünstigt. 2. Noro-, Astro- und Enteroviren, für die quantitative Untersuchungen durchgeführt worden, konnten durch die Kläranlage um ein bis zwei Größenordnungen reduziert werden. 3. Alle untersuchten Viren konnten in Zu- und Ablauf der Kläranlage molekularbiologisch nachgewiesen werden. 4. Die Konzentration fäkaler Bakterien im Werbeliner See war sehr gering. Die Vorgaben der EU-Badegewässerrichtlinie (76/160/EWG) von 2000 . (100 ml)-1 (E.coli, Grenzwert) bzw. 100 . (100 ml)-1 (Enterokokken, Leitwert) wurden dabei, auch bezogen auf die einzelnen Probenahmetage, deutlich unterschritten. 81 % bzw. 92 % der Seeproben (außer Einleitungsstelle) lagen unterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 PFU . ml-1 für Somatische- bzw. F+ RNA Coliphagen. 5. Im Kontrast dazu konnte DNA bzw. RNA aller untersuchten Viren im See gefunden werden. Die genomische Viruslast der mittels real-time-PCR detektierten Entero-, Noro- und Astroviren lag zwischen 0 und 105 Gen.äquiv. . l-1. 6. Der Nachweis infektiöser Enteroviren auf BGM-Zellen im Werbeliner See ergab ein einzelnes positives Ergebnis im Untersuchungszeitraum (= 1,2 %). Allerdings lag die Konzentration detektierter Enteroviren-Genome im Mittel drei bis vier Größenordnungen unter der Konzentration von Noro- und Astroviren. Es kann deshalb spekuliert werden, dass für diese Viren ebenfalls ein hoher Anteil infektiöser Proben zu erwarten gewesen wäre. 7. Die niedrige Nachweisrate infektiöser Enteroviren im Werbeliner See spiegelte sich in der sehr niedrigen Konzentration an Bakteriophagen wider. Allerdings lässt der direkte Vergleich der Bakteriophagenkonzentration mit dem Nachweis infektiöser Enteroviren im Flutungswasser Zweifel am Indikatorwert von Bakteriophagen für eine Kontamination mit Enteroviren aufkommen. Eine exklusive Indikation von Bakteriophagen bezüglich einer Kontamination mit Enteroviren scheint anhand dieser Befunde nicht möglich. 8. E.coli und Enterokokken wurden in Laborversuchen unter verschiedenen Versuchsbedingungen signifikant schneller inaktiviert als Somatische Coliphagen und Noroviren. Gleiches galt im Vergleich zu Cl. perfringens-Sporen, Astroviren und F+ RNA Coliphagen. 9. Bakteriophagen könnten deshalb auf Grund ihrer vergleichsweise hohen Resistenz eine wichtige Schlüsselfunktion für die Beurteilung der hygienischen Qualität einer Wasserprobe spielen.

Objective: National and supranational directives (EU-bathing water directiv, WHO directives) exist to examine the bathing-water quality with concern to public health criteria. E.coli, Intestinal enterococci and Enteroviruses serve as indicators for the contamination of a water with pathogenic bacteria and viruses. As an valuable indicators for the viral contamination bacteriophages are discussed. The aim of this work is the evaluation of somatic and F+ RNA coliphages as indicators of a contamination with enteric viruses considering a lignite mining lake as example. Approach: In weekly intervals, the concentration of bacterial and viral indicators, as well as the presence or absence of enteric viruses in the mining lake "Werbeliner See" (central German lignite mining area), in the flooding water and in the sewage plant Leipzig-Rosental, which significantly influences the flooding water, was examined. The paramters E.coli, Intestinal enterococci and spores of Clostridium perfringens serve as indicators for the hygienic state. As possible indicators of a viral contamination, somatic and F+ RNA coliphages were examined. Several hygienic relevant enteric viruses (Entero-, Noro-, Astro-, Adeno-, Rota- and Hepatitis A-viruses) were detected by means of adequate molecular biological methods and enumerated. Results: 1. The sewage plant Leipzig-Rosental eliminated fecal bacteria and bacteriophages very efficiently (about two logs), however the reduction of E.coli and enterococci was significant higher then the reduction of Cl.perfringens-spores and bacteriophages. The purification capacity benefits from the application of chemical precipitants (Fe (III) cloride / sulfate). 2. The reduction of genomes of Noro-, Astro- and Enteroviruses by the sewage plant was in the range of one to two logs. 3. All examined viruses could be detected in the inflow and the outflow of the sewage plant during the time of examination. 4. The concentration of fecal bacteria in the lake Werbeliner See was very low. The requirements by the EU-bathing water directive (76/160/EWG) with 2000 . (100 ml)-1 (E.coli, imperial value) and 100 . (100 ml)-1 (enterococci, guide value), respectively, were under-run clearly, also concerning the individual sampling days. 81 % and 92 % of the samples of the lake Werbeliner See (except the inflow site) were below the detection limit of 0,1 PFU . ml-1 for somatic and F+ RNA coliphages, respectively. 5. In contrast, DNA and RNA of all examined virus could be found in the lake. Quantitative PCR reveald a virus load between 0 und 105 Gen.equiv. . l-1 for Entero-, Noro- and Astroviruses. 6. The detection of infectious Enteroviruses on BGM cell lines yielded one positve sample (=1,2%). Since the concentration of Enterovirus genomes in the quantitative PCR was three to four log-steps lower then this of the Noro- and Astroviruses, one could specualte, that the concentration of infectious Noro- and Astroviruses in the lake was quite high. 7. The low rate of positive infectious Enteroviruses in the lake reflects the low concentration of bacteriophages. But the direct comparison of the concentration of bacteriophages with the concentration of infectious Enteroviruses in the flooding water casts doubt on the indicatior value of bacteriophages regarding Enteroviruses. In conclusion, this finding suggests that an exclusive indication of bacteriophages concerning a contamination with Enteroviruses is not possible. 8. The use of bacteriophages as indicators of a wider range of enteric viruses could attenuate this discrepancy by the epidemiological more frequent appearance of enteric viruses as a sum. 9. In this context bacteriophages could, due to their comparatively high resistence, have a key function in the assesment of the hygienic quality of a water sample. / Problemstellung: Um die hygienische Qualität von Badegewässern zu beurteilen existieren nationale und übernationale Richtlinien (EU-Badegewässerrichtlinie, WHO-Richtlinien). E.coli, Intestinale Enterokokken und Enteroviren dienen dabei als Indikatoren für die Belastung des Gewässers mit humanpathogenen Keimen bzw. Viren. Als Indikatoren für die virale Belastung sind in diesem Zusammenhang unter anderem Bakteriophagen im Gespräch. Gegenstand dieser Arbeit sind die Evaluierung von Somatischen und F+ RNA Coliphagen als Indikatoren für die Kontamination mit enteralen Viren am Beispiel eines Tagebausee sowie die Dokumentation der hygienischen Wasserqualität des Tagebausees unter Berücksichtigung des Flutungswassers. Vorgehensweise: In wöchentlichen Routineuntersuchungen wurden die Konzentrationen bakterieller und viraler Indikatoren, sowie die An- oder Abwesenheit enteraler Viren im Tagebausee "Werbeliner See" untersucht. Verschiedene, hygienische relevante enterale Viren (Entero-, Noro-, Astro-, Adeno-, Rotaviren, sowie Hepatitis A-Viren) wurden mittels geeigneter molekularbiologischer und zellkultureller Methoden detektiert und quantifiziert. Ergebnisse: 1. Die Kläranlage Leipzig-Rosental eliminierte sehr effizient (ca. zwei Größenordnungen) fäkale Bakterien und Bakteriophagen, wobei die Reduktion von E.coli und Enterokokken signifikant höher war als die von Cl.perfringens-Sporen und Bakteriophagen. Die Reinigungsleistung wird durch den Einsatz von chemischen Fällmitteln (Eisen-(III)-Chlorid / -Sulfat-Salze) begünstigt. 2. Noro-, Astro- und Enteroviren, für die quantitative Untersuchungen durchgeführt worden, konnten durch die Kläranlage um ein bis zwei Größenordnungen reduziert werden. 3. Alle untersuchten Viren konnten in Zu- und Ablauf der Kläranlage molekularbiologisch nachgewiesen werden. 4. Die Konzentration fäkaler Bakterien im Werbeliner See war sehr gering. Die Vorgaben der EU-Badegewässerrichtlinie (76/160/EWG) von 2000 . (100 ml)-1 (E.coli, Grenzwert) bzw. 100 . (100 ml)-1 (Enterokokken, Leitwert) wurden dabei, auch bezogen auf die einzelnen Probenahmetage, deutlich unterschritten. 81 % bzw. 92 % der Seeproben (außer Einleitungsstelle) lagen unterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 PFU . ml-1 für Somatische- bzw. F+ RNA Coliphagen. 5. Im Kontrast dazu konnte DNA bzw. RNA aller untersuchten Viren im See gefunden werden. Die genomische Viruslast der mittels real-time-PCR detektierten Entero-, Noro- und Astroviren lag zwischen 0 und 105 Gen.äquiv. . l-1. 6. Der Nachweis infektiöser Enteroviren auf BGM-Zellen im Werbeliner See ergab ein einzelnes positives Ergebnis im Untersuchungszeitraum (= 1,2 %). Allerdings lag die Konzentration detektierter Enteroviren-Genome im Mittel drei bis vier Größenordnungen unter der Konzentration von Noro- und Astroviren. Es kann deshalb spekuliert werden, dass für diese Viren ebenfalls ein hoher Anteil infektiöser Proben zu erwarten gewesen wäre. 7. Die niedrige Nachweisrate infektiöser Enteroviren im Werbeliner See spiegelte sich in der sehr niedrigen Konzentration an Bakteriophagen wider. Allerdings lässt der direkte Vergleich der Bakteriophagenkonzentration mit dem Nachweis infektiöser Enteroviren im Flutungswasser Zweifel am Indikatorwert von Bakteriophagen für eine Kontamination mit Enteroviren aufkommen. Eine exklusive Indikation von Bakteriophagen bezüglich einer Kontamination mit Enteroviren scheint anhand dieser Befunde nicht möglich. 8. E.coli und Enterokokken wurden in Laborversuchen unter verschiedenen Versuchsbedingungen signifikant schneller inaktiviert als Somatische Coliphagen und Noroviren. Gleiches galt im Vergleich zu Cl. perfringens-Sporen, Astroviren und F+ RNA Coliphagen. 9. Bakteriophagen könnten deshalb auf Grund ihrer vergleichsweise hohen Resistenz eine wichtige Schlüsselfunktion für die Beurteilung der hygienischen Qualität einer Wasserprobe spielen.

Universiẗat, Diss., 2006--Frankfurt (Main).

Die Tailspike Proteine (TSP) der Bakteriophagen P22, Sf6 und HK620 dienen der Erkennung von Kohlenhydratstrukturen auf ihren gram-negativen Wirtsbakterien und zeigen, von den ersten 110 Aminosäuren des N-Terminus abgesehen, keine Sequenzübereinstimmung. Mit Röntgenkristallstrukturanalyse konnte gezeigt werden, dass HK620TSP und Sf6TSP ebenfalls zu einer parallelen, rechtsgängigen beta-Helix falten, wie dies schon für P22TSP bekannt war. Die Kohlenhydratbindestelle ist bei Sf6TSP im Vergleich zu P22TSP zwischen die Untereinheiten verschoben. / The bacteriophages P22, Sf6 and HK620 need their tailspike proteins (TSP) for recognition of surface carbohydrates on their gram-negative host bacteria. Sequence identity is completely lacking in their C-terminal 500 to 600 amino acids. The three TSP have the same fold, an oligomeric parallel beta-helix, as shown by crystal structure analyses of HK620TSP and Sf6TSP. Compared with P22TSP, the carbohydrate binding site of Sf6TSP is located at the interface between two monomers and not on a single monomer.

Shiga Toxin (Stx)-konvertierende Bakteriophagen besitzen eine konservierte lambdo-ide Genomstruktur, weisen aber ein hohes Maß an genetischer Diversität auf. Aus diesem Grund wurden die bereits vorhandenen Sequenzdaten der Stx1-Phagen CP-1639 des Escherichia coli O111:H- Stammes 1639/77 und BP-4795 des E. coli O84:H4 Stammes 4795/97 vervollständigt und analysiert. Im Gegensatz zu dem induzierbaren Bakteriophagen BP-4795 fehlen CP-1639 einige Gene, die für den lytischen Lebenszyklus eines Bakteriophagen notwendig sind. Daher handelt es sich bei CP-1639 um einen kryptischen Prophagen, der nicht mehr in der Lage ist das Wirtschromosom zu verlassen und intakte Phagenpartikel zu bilden. Die Integra-tionsstellen wurden innerhalb des Gens yehV für BP-4795 und ssrA für CP-1639 bestimmt. In unmittelbarer Umgebung des Integrationsortes von CP-1639 befindet sich ein eigenständiges integratives Element. Dieses besteht aus drei offenen Lese-rahmen unbekannter Herkunft, sowie einem Integrasegen und kann auch ohne Assoziation mit Phagen-DNA auftreten. Phagen können zusätzlich zu ihrem Genom Gene bakteriellen Ursprungs tragen. Diese können unter anderem infolge von Transpositionen oder einer unkorrekten Exzision der Phagen-DNA aus dem Wirtschromosom während des lytischen Lebenszyklus in das betreffende Phagengenom eingebaut werden. Eines solches Gen des Bakteriophagen BP-4795 kodiert das Typ III Effektorprotein NleA4795, dessen Funktionalität nach dem C-terminalen Einbau von neun Codons des Hämagglutinin (HA)-Epitopes des humanen Influenzavirus in die Sequenz des Gens nleA4795 überprüft wurde. Dies erfolgte unter Verwendung der Western Blot Analyse durch die Expression dieses Fusionsproteins in dem Wildtyp-Stamm 4795/97 und in der Deletionsmutante 4795escN des Stammes 4795/97. Die Typ III Sekretionssys-tem (T3SS)-inaktive Mutante 4795escN wurde im Verlauf dieser Arbeit hergestellt. Diese Untersuchungen zeigten ebenfalls, dass zur Sekretion von NleA4795 ein in-taktes T3SS notwendig ist. Weiterhin zeigte die Infektion einer HeLa-Zelllinie mit NleA4795-HA exprimierenden Bakterienstämmen und die anschließende Analyse mit Hilfe der Immunfluoreszenz, die Translokation des Proteins in eukaryotische Wirts-zellen. Darüber hinaus deuten die Ergebnisse dieser Untersuchung auf eine Lokali-sation von NleA4795-HA innerhalb des Trans-Golgi Netzwerkes hin. Die Verbreitung des Gens nleA wurde in insgesamt 170 Shiga Toxin-produzierenden E. coli und enteropathogenen E. coli Stämmen untersucht. Dies führte zur Identifika-tion von 14 verschiedenen Varianten des Gens nleA in 149 der überprüften Stämme, wobei mit Ausnahme von zwei Isolaten ebenfalls ein Markergen des T3SS nachge-wiesen werden konnte. Neben drei bereits bekannten Varianten konnten elf neue Varianten identifiziert werden, deren abgeleitete Aminosäuresequenzen sich zu 71% bis 96% glichen. Sequenzunterschiede traten insbesondere aufgrund der Deletion oder Insertion von vier bis 51 Aminosäuren im Mittelteil der potentiellen Proteine auf. Weiterhin deuten die Ergebnisse dieser Untersuchungen eine Assoziation bestimm-ter Varianten des Gens nleA mit spezifischen E. coli Serogruppen an. Southern-Blot Hybridisierungen zeigten, dass etwa ein Viertel der nleA-positiven Stämme zwei Ko-pien dieses Gens in ihrem Genom tragen. Hierbei handelt es sich meist um zwei verschiedene Varianten. In fast allen Fällen kodiert eine dieser Varianten, aufgrund einer Punktmutation oder Insertion eines IS-Elementes, ein verkürztes und vermut-lich nicht funktionelles Protein. Mit Hilfe von Transduktionsexperimenten konnten verschiedene Varianten des Gens nleA im Genom induzierbarer Phagen nachge-wiesen werden, was auf eine Verbreitung des Gens nleA durch den horizontalen Gentransfer hinweist.

Shiga Toxin (Stx)-konvertierende Bakteriophagen besitzen eine konservierte lambdo-ide Genomstruktur, weisen aber ein hohes Maß an genetischer Diversität auf. Aus diesem Grund wurden die bereits vorhandenen Sequenzdaten der Stx1-Phagen CP-1639 des Escherichia coli O111:H- Stammes 1639/77 und BP-4795 des E. coli O84:H4 Stammes 4795/97 vervollständigt und analysiert. Im Gegensatz zu dem induzierbaren Bakteriophagen BP-4795 fehlen CP-1639 einige Gene, die für den lytischen Lebenszyklus eines Bakteriophagen notwendig sind. Daher handelt es sich bei CP-1639 um einen kryptischen Prophagen, der nicht mehr in der Lage ist das Wirtschromosom zu verlassen und intakte Phagenpartikel zu bilden. Die Integra-tionsstellen wurden innerhalb des Gens yehV für BP-4795 und ssrA für CP-1639 bestimmt. In unmittelbarer Umgebung des Integrationsortes von CP-1639 befindet sich ein eigenständiges integratives Element. Dieses besteht aus drei offenen Lese-rahmen unbekannter Herkunft, sowie einem Integrasegen und kann auch ohne Assoziation mit Phagen-DNA auftreten. Phagen können zusätzlich zu ihrem Genom Gene bakteriellen Ursprungs tragen. Diese können unter anderem infolge von Transpositionen oder einer unkorrekten Exzision der Phagen-DNA aus dem Wirtschromosom während des lytischen Lebenszyklus in das betreffende Phagengenom eingebaut werden. Eines solches Gen des Bakteriophagen BP-4795 kodiert das Typ III Effektorprotein NleA4795, dessen Funktionalität nach dem C-terminalen Einbau von neun Codons des Hämagglutinin (HA)-Epitopes des humanen Influenzavirus in die Sequenz des Gens nleA4795 überprüft wurde. Dies erfolgte unter Verwendung der Western Blot Analyse durch die Expression dieses Fusionsproteins in dem Wildtyp-Stamm 4795/97 und in der Deletionsmutante 4795escN des Stammes 4795/97. Die Typ III Sekretionssys-tem (T3SS)-inaktive Mutante 4795escN wurde im Verlauf dieser Arbeit hergestellt. Diese Untersuchungen zeigten ebenfalls, dass zur Sekretion von NleA4795 ein in-taktes T3SS notwendig ist. Weiterhin zeigte die Infektion einer HeLa-Zelllinie mit NleA4795-HA exprimierenden Bakterienstämmen und die anschließende Analyse mit Hilfe der Immunfluoreszenz, die Translokation des Proteins in eukaryotische Wirts-zellen. Darüber hinaus deuten die Ergebnisse dieser Untersuchung auf eine Lokali-sation von NleA4795-HA innerhalb des Trans-Golgi Netzwerkes hin. Die Verbreitung des Gens nleA wurde in insgesamt 170 Shiga Toxin-produzierenden E. coli und enteropathogenen E. coli Stämmen untersucht. Dies führte zur Identifika-tion von 14 verschiedenen Varianten des Gens nleA in 149 der überprüften Stämme, wobei mit Ausnahme von zwei Isolaten ebenfalls ein Markergen des T3SS nachge-wiesen werden konnte. Neben drei bereits bekannten Varianten konnten elf neue Varianten identifiziert werden, deren abgeleitete Aminosäuresequenzen sich zu 71% bis 96% glichen. Sequenzunterschiede traten insbesondere aufgrund der Deletion oder Insertion von vier bis 51 Aminosäuren im Mittelteil der potentiellen Proteine auf. Weiterhin deuten die Ergebnisse dieser Untersuchungen eine Assoziation bestimm-ter Varianten des Gens nleA mit spezifischen E. coli Serogruppen an. Southern-Blot Hybridisierungen zeigten, dass etwa ein Viertel der nleA-positiven Stämme zwei Ko-pien dieses Gens in ihrem Genom tragen. Hierbei handelt es sich meist um zwei verschiedene Varianten. In fast allen Fällen kodiert eine dieser Varianten, aufgrund einer Punktmutation oder Insertion eines IS-Elementes, ein verkürztes und vermut-lich nicht funktionelles Protein. Mit Hilfe von Transduktionsexperimenten konnten verschiedene Varianten des Gens nleA im Genom induzierbarer Phagen nachge-wiesen werden, was auf eine Verbreitung des Gens nleA durch den horizontalen Gentransfer hinweist.

Wunden, die über eine Zeit von mehreren Monaten nicht abheilen, werden als chronische Wunden bezeichnet. Vor allem ältere Menschen sind betroffen. Infektionen mit Antibiotika-resistenten Bakterien können weitere Schwierigkeiten bei der Behandlung und Heilung hervorrufen. Zur Behandlung von chronischen Wunden entwickeln wir daher eine Hydrogel-basierte Wundauflage, welche heilungsfördernde Substanzen in die Wunde abgibt. Diese sind zum einen Bakteriophagen, also Viren, die Bakterien befallen und so die Infektion bekämpfen und zum anderen Wachstumsfaktoren, welche die Bildung von gesundem Gewebe anregen. Das Hydrogel wird mit diesen angereichert und reagiert mit Proteasen in der Wunde, sodass es sich teilweise auflöst und die Substanzen freigesetzt werden. Das Hydrogel basiert auf dem Polymer starPEG, welches gut verträglich ist. An einigen Stellen werden Peptide in das Hydrogel eingebaut, die von den Proteasen, welche von Bakterien oder dem Immunsystem produziert werden, zerschnitten werden. Die menschlichen Wachstumsfaktoren werden in Hefe produziert, indem die entsprechende DNA per Plasmid in diese eingebaut wird. Ein System zur effizienten Sekretion der Wachstumsfaktoren wird getestet, wodurch die Reinigung dieser für den medizinischen Einsatz erleichtert werden soll. Weiterhin wird eine computergestützte Design-Pipeline entwickelt, die es erlauben soll, verschiedene Hydrogel-Kompositionen in-silico zu testen. Damit sollen Kosten und Aufwand für Entwicklung und Anpassungen reduziert werden. Das Projekt findet im Rahmen des iGEM-Wettbewerbs im Bereich der Synthetischen Biologie statt und läuft bis zum Oktober 2022. Ziel ist es, bis dahin die einzelnen Bestandteile des Produkts zu entwickeln und im Labor getrennt zu testen. Es soll gezeigt werden, dass Bakteriophagen vom Hydrogel abgegeben werden und immer noch in der Lage sind, Bakterien abzutöten. Weiterhin soll die Diffusion der produzierten Wachstumsfaktoren aus dem Hydrogel quantifiziert werden.:Chronic wounds A new dressing for treating chronic wounds Results