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The conceptual subject of this study was to investigate the effects of microbial biofilms of the hyporheic zone of the river Elbe on nutrient dynamics and elimination. This resulted in four aspects, which were carried out separately. One aspect was the investigation of the dynamics of inorganic nitrogen compounds in the upper sediment layers, as highest microbial activity could be expected due to increased import of nutrients. Dissolved oxygen is suggested to control the nitrogen dynamics in the hyporheic zone, as dissolved oxygen in the flowing water varied seasonally and diurnally due to the photosynthetic activity of the algae and infiltrated in the hyporheic zone. The second aspect was the investigation of advective transport of algal cells through porous media. In laboratory columns the retention and retardation of morphological different algae was estimated. In the year 2001, it was possible to use the diving bell of the Office of Water and Navigation Magdeburg. Samples of the river bed at two different sites (Dresden-Übigau and Coswig near Lutherstadt-Wittenberg) were taken. Microbial activity rates, detrital and grain size parameters were detected. This sample material was also used for the detection of the microbial biocoenosis at the two sites. The microorganisms of the flowing water, the interstitial water and associated to the sediment were characterized by means of the fluorescence in situ hybridization (FISH) technique. Multivariate statistical analysis was performed on the FISH data at different spatial and phylogenetic scales. / Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung von mikrobiellen Biofilmen in hyporheischen Sedimenten der Elbe sowie deren Auswirkungen auf die Stoffdynamik und die Nährstoffelimination. Daraus ergaben sich vier Teilaspekte, die separat bearbeitet wurden. Ein Aspekt war die Untersuchung der Stickstoffdynamik in den obersten Sedimentschichten, da hier aufgrund des erhöhten Importes von Nährstoffen die höchste mikrobielle Aktivität zu erwarten ist. Wesentliche biologische Steuergröße ist hierbei vermutlich der Gelöstsauerstoff, der saisonal sowie diurnal durch die photosynthische Aktivität der Algen auch die biochemischen Umsätze im hyporheischen Interstitial beeinflußt. Der zweite Aspekt war die Untersuchung des advektiven Transportes von Algen durch poröse Medien. In Laborversuchen wurde die Retention und die Retardation von morphologisch unterschiedlichen Algen untersucht. Im Jahr 2001 konnte der Taucherschacht des Wasser- und Schiffahrtsamtes Magdeburg genutzt werden. Dadurch konnte Probenmaterial aus der Flußmitte an zwei unterschiedlichen Standorten (Dresden-Übigau und Coswig bei Lutherstadt-Wittenberg) entnommen werden. Es wurden mikrobielle Umsatzraten, Detritus- und Korngrößen- Kenngrößen bestimmt. Ebenfalls am Probenmaterial der Taucherschachtaktion wurde die Fluoreszenz in situ Hybridisierung angewendet. Dies ermöglichte eine Bestandsaufnahme der Bakterien sowohl im Freiwasser der beiden Standorte, als auch im Interstitialwasser und den Bakterien assoziiert ans Sediment. Die Ergebnisse wurden auf unterschiedlichen räumlichen und phylogenetischen Ebenen mit multivariaten statistischen Methoden ausgewertet.

Möglichkeiten der Beeinflussung der mikrobiologischen Wildfleischqualität auf Bewegungsjagden Institut für Lebensmittelhygiene der Veterinärmediziniscen Fakultät der Universität Leipzig Eingereicht im November 2015 57 Seiten, 12 Abbildungen, 5 Tabellen, 59 Literaturangaben Einleitung Im Zuge neuer Jagdstrategien erhält das Konzept der großräumigen Bewegungsjagden immer größere Bedeutung beim Erzielen der Gesamtstrecke und damit auch des Gesamtwildfleischaufkommens. Durch wildverarbeitende Betriebe findet das Produkt Wildfleisch über Supermärkte,Feinkostläden aber auch Fleischertheken den Weg zum Endverbraucher. Ein großer Anteil des für diese Wildhändler wichtigen Weihnachtsgeschäfts wird in der Zeit von Oktober bis Dezember über den Aufkauf von Bewegungsjagdstrecken generiert. Das Ziel dieser Untersuchung ist es, mit Hilfe der in der Schlachtindustrie angewendeten Analysemethode der Tierkörperbeprobung mit Stanzproben vier unterschiedliche Regime zur Behandlung von auf Bewegungsjagden erlegten Wild in Hinsicht auf die mikrobiologische Qualität zu untersuchen. Des Weiteren wird die mikrobielle Belastung der verschiedenen Wildarten gegenüberstellend mit den mikrobiologischen Prozesshygienekriterien der VO (EG) Nr. 2073/2005 (ANON. 2005) für Schlachtkörper von Nutztieren verglichen. Material und Methoden Die Gewinnung der Proben erfolgte im Zeitraum von Oktober 2011 bis Januar 2012 in einem schleswig-holsteinischen Wildverarbeitungsbetrieb. Insgesamt wurden 217 Schlachttierkörper der Wildarten Reh-, Schwarz-, Dam- und Rotwild in vier verschiedenen Gruppen beprobt. Für Gruppe 1 erfolgte das Ausweiden im Wald durch den Jäger selbst. Die Wildtierkörper wurden revierüblich zum Streckenplatz transportiert, dort in liegender Weise präsentiert und anschließend revierüblich zum Wildverarbeitungsbetrieb transportiert. Gruppe 2 unterscheidet sich von Gruppe 1 durch ein zentrales Ausweiden direkt am Streckenplatz. Für Gruppe 3 wurden neben dem zentralen Ausweiden die Präsentation der Strecke in hängender Form und ein gekühlter Transport zum Wildverarbeitungsbetrieb gewählt. Für Gruppe 4 entfiel die Präsentation komplett und die Wildtierkörper wurden direkt nach dem zentralen Ausweiden in einem Kühltransporter verladen und anschließend abtransportiert. Nach der Enthäutung wurden insgesamt vier Proben mit jeweils 5 cm2 Fläche im Hals-, Brust-, Flanken- und Keulenbereich eines jeden Wildtierschlachtkörpers entnommen. Es erfolgte auf direktem Weg ein gekühlter Transport zum Institut für Lebensmittelhygiene der veterininärmedizinischen Fakultät Leipzig. Für die mikrobiologische Analyse der Gesamtkeimzahl (GKZ), Enterobakterien (EBAC), Enterokokken (EKOK) und Staphylokokken wurde für die ersten 30 der 217 Proben das Spatelverfahren angewendet. Die restlichen 187 Proben wurden aufgrund der stark zunehmenden Probenzahlen mit Tropfplattenverfahrens analysiert. Für Listeria monocytogenes wurden spezielle ALOA-Platten und die entsprechenden biochemischen Nachweismethoden für einen qualitativen Nachweis verwendet. Der qualitative Nachweis von Salmonella spp. wurde mit Voranreicherung und folgenden biochemischen Reaktionen geführt. Ergebnisse Im Vergleich zu den festgelegten Werten der VO (EG) Nr. 2073/2005 (ANON. 2005) für schlachtbare Haustiere sind die ermittelten Werte dieser Untersuchung positiv zu bewerten. So liegen für Enterobakterien die Werte von Schwarz- (1,41 log KbE/cm2) und Damwild (1,43 log KbE/cm2) jeweils unter dem unteren Grenzwert für Haustiere und können somit als befriedigend eingestuft werden. Mit Werten zwischen dem unteren und oberen Grenzwert fallen Reh- (1,99 log KbE/cm2) und Rotwild (2,33 log KbE/cm2) in den akzeptablen Bereich. Ein ähnliches Bild zeigt sich bei der Gesamtkeimzahl. Schwarz- (3,51 log KbE/cm2) und Damwild (3,32 log KbE/cm2) liegen erneut im befriedigenden, Reh- (3,79 log KbE/cm2) und Rotwild (3,85 log KbE/cm2) im akzeptablen Bereich. In keiner der analysierten Wildfleischproben konnten Salmonella spp. oder Listeria monocytogenes nachgewiesen werden. Für Koagulase-positive Staphylokokken ergibt sich eine Nachweisrate von 3,2 % mit einem Mittelwert von 2,44 KbE/cm2. Die über alle Proben gemittelten Werte ergeben 3,57 log KbE/cm2 für die GKZ, 1,60 log KbE/cm2 für EBAC und 0,88 log KbE/cm2 für die EKOK. Für Gruppe 1 wurden für die GKZ Mittelwerte von 3,46 KbE/cm2, für EBAC 1,34 KBE/cm2 und für EKOK 0,87 KbE/cm2 festgestellt. Gruppe 2 weist Werte von 3,78 KbE/cm2 (GKZ), 1,94 KbE/cm2 (EBAC) und 1,18 KbE/cm2 (EKOK) auf. Für Gruppe 3 wurden Mittelwerte von 3,48 KbE/cm2 (GKZ), 1,53 KbE/cm2 (EBAC) und 0,67 KbE/cm2 (EKOK) ermittelt. Gruppe 4 weist Werte von 3,60 KbE/cm2 (GKZ), 1,54 KbE/cm2 (EBAC) und 0,86 KbE/cm2 (EKOK) aus. Es konnten statistisch keine Unterschiede zwischen den Gruppen gesichert werden. Schlussfolgerungen Sauber erlegtes Wildfleisch erfüllt die mikrobiologischen Prozesshygienekriterien konventionell geschlachteter Nutztiere. In der vorliegenden Untersuchung konnten keine hochpathogenen Keime wie Salmonella spp. oder Listeria monocytogenes nachgewiesen werden. Die nicht vorhandenen statistischen Unterschiede zwischen den Gruppen deuten darauf hin, dass eine gute allgemeine Hygienepraxis für die Wildfleischqualität entscheidend ist. / Possibilities to influence the microbiological game meat quality on driven hunts Institute of Food Hygiene, Faculty of Veterinary Medicine, University of Leipzig Submitted in November 2015 57 pages, 12 figures, 5 tables, 59 references Introduction With regard to new hunting strategies, the concept of large-scale driven hunts is increasingly gaining importance for the annual hunting bag and subsequently the total amount of game meat. Via game meat processing enterprises, game meat finds its way along the food chain to the consumer. As game meat is a popular dish in Germany during the Christmas season, a high share of the total annual amount of game is shot within driven hunts from October to December. The goal of this study is to examine the microbiological quality of game meat from hoofed game bagged at driven hunts. After killing, the animals were processed in four different ways with regard to transport, handling, and evisceration. The sampling of all carcasses was performed in a local meat processing enterprise on four different sampling sites using a sterile metal punch. Qualitative and quantitative microbiological analysis of the samples was performed in order to (i) detect possible differences of the microbiological quality between the four different groups, (ii) compare the microbiological quality of game and slaughtered farm animals, and (iii) develop best practice guidelines for the hygienic production and handling of game meat. Material and methods All sampling took place in a game handling establishment in the federal state of Schleswig-Holstein, Germany, from October 2011 until January 2012. Altogether, 217 carcasses of roe, fallow, and red deer as well as wild boar were sampled in 4 different groups. In group 1 the evisceration of the animal was performed by the hunter. The eviscerated carcasses were hauled to the presentation area in a customary way and presented on the ground due to the hunting tradition. After presentation, the carcasses were transported to the game handling establishment in a customary way. In variation from this, the animals of group 2 were eviscerated together at the presentation area. The animals of group 3 were presented hanging on racks instead of lying and a refrigerated transport to the game handling establishment was used. In group 4 the presentation of the animals after evisceration was skipped and the carcasses were transported to the game handling establishment in a refrigerated vehicle. After skinning, four samples were taken in the area of the neck, chest, flank and joint of each carcass with sterile instruments. The chilled samples were directly brought to the institute of food hygiene of the veterinary medicine faculty of the University of Leipzig. In total, 217 samples were examined with quantitative microbiological methods for mesophilic aerobic bacteria, enterobacteriaceae, enterococci and staphylococci. In addition, qualitative analysis on Listeria monocytogenes and Salmonella spp. was performed on all samples. Results Group 1 shows a mean amount of mesophilic aerobic bacteria of 3.46 cfu/cm2, a mean of 1.34 cfu/cm2 for enterobacteriaceae and a mean of 0.87 cfu/cm2 for enterococci. Group 2 shows a mean amount of mesophilic aerobic bacteria of 3.78 cfu/cm2, a mean of 1.94 cfu/cm2 for enterobacteriaceae and a mean of 1.18 cfu/cm2 for enterococci. For group 3 mean values of 3.48 cfu/cm2 (total plate count), 1.53 cfu/cm2 (enterobacteriaceae), and 0.67 cfu/cm2 (enterococci) were found. For Group 4 mean values of 3.60 cfu/cm2 (total plate count), 1.54 cfu/cm2 (enterobacteriaceae) and 0.86 cfu/cm2 (enterococci) were determined. No statistically significant differences between the groups could be confirmed. Compared to the process hygiene criteria for the carcasses of farm animals laid down in Commission Regulation (EC) No 2073/2005 (ANON. 2005) on microbiological criteria for foodstuffs, the results of this study have to be rated in a positive way. The average values for enterobacteriaceae for wild boar (1.41 log cfu/cm2) and fallow deer (1.43 log cfu/cm2) are below the lower limit for farm animals and can be rated as satisfying. The counts for enterobacteriaceae in roe deer (1,99 log cfu/cm2) and the red deer (2,33 log cfu/cm2) are still acceptable, in this respect. The average total plate count values in samples from wild boar (3,51 log cfu/cm2) and fallow deer (3,32 log cfu/cm2) is also satisfying. Roe (3,79 log cfu/cm2) and red deer (3,85 log cfu/cm2) can be deemed acceptable. Coagulase-positive staphylococci were found in 7 out of 217 samples or 3.2 % (mean 2,44 cfu/cm2). Also Salmonella spp. or Listeria monocytogenes were not detected in the samples. Conclusion Accurately hunted and processed game meat has a microbial burden that is comparable to farm animals with regard to the process hygiene criteria for the carcasses of farm animals laid down in Commission Regulation (EC) No 2073/2005 (ANON. 2005) on microbiological criteria for foodstuffs. In this study, no pathogens like Salmonella spp. or Listeria monocytogenes were found in the game meat samples. The absence of a statistically significant difference between the groups indicates that not a specific set up during bagging and processing but rather the accurate placement of the shot as well as the strict compliance with the Guides to Good Hygiene Practice ensure a high microbiological quality of game meat as well as the absence of pathogenic microorganisms.

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The dual role of glycolytic enzymes in cytosol-located metabolic processes and in cell surface-mediated functions with an influence on virulence is described for various micro-organisms. Cell wall-less bacteria of the class Mollicutes including the common human pathogen Mycoplasma pneumoniae possess a reduced genome limiting the repertoire of virulence factors and metabolic pathways. After the initial contact of bacteria with cells of the respiratory epithelium via a specialized complex of adhesins and release of cell-damaging factors, surface-displayed glycolytic enzymes may facilitate the further interac-tion between host and microbe. In this study, we described detection of the four subunits of pyruvate dehydrogenase complex (PDHA-D) among the cytosolic and membrane-associated proteins of M.pneumoniae. Subunits of PDH were cloned, expressed and purified to produce specific polyclonal guinea pig antisera. Using colony blotting, fractionation of total proteins and immunofluorescence experiments, the surface localization of PDHA-C was demonstrated. All pecombinant PDH subunits are able to bind to HeLa cells and human plasminogen. These interactions can be specifically blocked by the corresponding polyclon-al antisera. In addition, an influence of ionic interactions on PDHC-binding to plasminogen as well as of lysine residues on the association of PDHA-D with plasminogen was confirmed. The PDHB subunit was shown to activate plasminogen and the PDHB-plasminogen complex induces degradation of human fibrinogen. Hence, our data indicate that the surface-associated PDH subunits might play a role in the pathogenesis of M.pneumoniae infections by interaction with human plasminogen.

Ameisen der Gattung Camponotus beherbergen bakterielle Symbionten der Gattung Blochmannia in spezialisierten Zellen des Mitteldarms (Blochmann, 1882; Buchner, 1965; Sauer, 2000; Schröder et al., 1996). Die Genomsequenzierung dieser Symbionten zeigte, dass Blochmannia, ähnlich den Symbionten von Blattläusen, hauptsächlich Gene der Aminosäurebiosynthese beibehalten hat (Degnan et al., 2005; Gil et al., 2003). Die Relevanz dieser nahrungsaufwertenden Funktion konnte experimentell bestätigt werden (Feldhaar et al., 2007). Ein Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit war die Aufklärung der dynamischen Interaktion der beiden Partner während des komplexen Lebenszyklus des holometabolen Wirtes. Frühere Studien deuteten darauf hin, dass die Symbiose vor allem während der Larven- und Puppenphasen von Bedeutung sein könnte (Feldhaar et al., 2007; Wolschin et al., 2004; Zientz et al., 2006). Mit fluoreszenter in situ Hybridisierung (FISH) und konfokaler Laserscanning Mikroskopie konnte in der vorliegenden Arbeit die Lokalisierung von B. floridanus während der wichtigsten Entwicklungsstadien aufgeklärt werden. Hierbei konnte gezeigt werden, dass die Symbionten schon im ersten Larvenstadium in spezialisierten Zellen um den Darm angeordnet sind, aber in späteren Stadien nicht, wie bisher angenommen, auf diese Bakteriozyten beschränkt sind, sondern bis zum Schlupf der jungen Arbeiterinnen massiv andere Darmzellen infizieren. Übereinstimmend mit Bestimmungen der Zellzahl in den verschiedenen Wirtsstadien ist die Anzahl der Symbionten gegen Ende der Metamorphose am höchsten. Die Symbiose degeneriert in sehr alten Arbeiterinnen, gut gefüllte Bakteriozyten werden jedoch noch monatelang beibehalten. Mit Macroarray- und qRT- PCR- basierten Transkriptomanalysen wurde die Expression der bakteriellen Gene in charakteristischen Entwicklungsstadien des Wirtes untersucht. Allgemein zeigen vor allem Gene für molekulare Chaperons und bestimmte bakterielle Grundfunktionen eine hohe Expression. Aber auch viele Gene, die möglicherweise wichtige Funktionen in der Symbiose besitzen, wie die Biosynthese essentieller Aminosäuren und das Recycling von Stickstoffverbindungen, zeigen ein hohes absolutes Transkriptlevel. Zudem besteht eine positive Korrelation zwischen dem Expressionsniveau und dem GC- Gehalt der Gene, die in dem höheren Selektionsdruck und damit einer geringeren Mutationsrate der essentiellen Gene begründet liegt (Schaber et al., 2005). Durch Proteinanalysen konnte bestätigt werden, dass die Faktoren mit der höchsten absoluten Transkription die dominanten Proteine der Symbionten darstellen. In den unterschiedlichen Entwicklungsstadien zeigen viele Gene eine deutliche Dynamik, deren Ausmaß aber, verglichen mit freilebenden Bakterien, gering ist. Aus den Expressionsprofilen aufeinanderfolgender Gene lassen sich mögliche Transkriptionseinheiten ableiten, die teilweise auch experimentell bestätigt wurden. Oftmals zeigen auch Gene, die nicht in Transkriptionseinheiten angeordnet sind, aber verwandten Stoffwechselwegen angehören, ähnliche Muster. Dies deutet auf das Vorhandensein grundlegender Genregulations-mechanismen hin, obwohl im Genom von B. floridanus nur noch sehr wenige Transkriptionsfaktoren codiert sind (Gil et al., 2003). Auf übergeordneter Ebene zeigt sich, dass bei Symbionten aus späten Puppenstadien viele symbioserelevante Gene im Vergleich zu Genen des Grundmetabolismus eine erhöhte Expression zeigen. Dies betrifft besonders die Biosynthese aromatischer und verzweigter Aminosäuren, die in diesen Stadien vom Wirt in hoher Menge benötigt werden, während die internen Reserven gleichzeitig zur Neige gehen. Dies äußert sich auch im deutlichen Abfallen der Speicherproteinmenge des Wirts gegen Ende der Puppenphase. Die festgestellte Veränderung der Symbiontenzahl übertrifft das geringe Ausmaß der Genregulation um ein Vielfaches. Die Bakterien liegen in jedem Stadium polyploid mit bis zu 100 Genomkopien vor, dieser Polyploidiegrad bleibt jedoch während der gesamten Wirtsentwicklung weitestgehend konstant. Somit scheint die Kontrolle des Wirts über die bakterielle Vermehrung der entscheidende Faktor dieser Symbiose zu sein. Die verbleibenden regulatorischen Fähigkeiten der Bakterien stellen möglicherweise eine Feinjustierung von optimierten Produktionseinheiten dar, deren Anzahl nach den Bedürfnissen des Wirtes verändert wird. Insgesamt konnten in der vorliegenden Arbeit neue Einblicke in das komplexe Zusammenleben von Blochmannia und Camponotus gewonnen werden, die zu einem besseren Verständnis der biologischen Funktion und der grundlegenden Mechanismen dieser Symbiose führen. Eine der wichtigsten Fragestellungen nach dem Sinn einer nahrungsaufwertenden Symbiose für einen Nahrungsgeneralisten konnte mit starken Hinweisen auf eine stadienabhängige Relevanz der Symbiose beantwortet werden, die den enormen evolutionären Erfolg dieser Ameisengattung erklären könnte.  / Ants of the genus Camponotus harbor bacterial endosymbionts of the genus Blochmannia in specialized cells of their midgut (Blochmann, 1882; Buchner, 1965; Sauer, 2000; Schröder et al., 1996). The complete sequencing of the symbiont’s genome revealed, that Blochmannia, comparable to the symbionts of aphids, mainly retained genes involved in the biosynthesis of essential amino acids (Degnan et al., 2005; Gil et al., 2003). The biological relevance of a nutritional upgrading by Blochmannia could be confirmed experimentally (Feldhaar et al., 2007). One focus of this thesis was the elucidation of the dynamic interactions between the two partners during the complex life cycle of the holometabolic host animal. Previous studies pointed towards a temporal relevance of this symbiosis especially during larval and pupal development (Feldhaar et al., 2007; Wolschin et al., 2004; Zientz et al., 2006). In this thesis the localization of B. floridanus could be documented throughout all life stages of the host by fluorescent in situ hybridization (FISH) and confocal laser scanning microscopy. A layer of densely filled bacteriocytes surrounding the gut could already be identified in first instar larvae. In contrast to previous assumptions, the bacteria are not restricted to these cells in later stages, as until the eclosion of the young adult workers bacteria massively infect other midgut cells. Concordant with previous findings, bacterial load is highest at the end of metamorphosis and symbiont numbers decrease in older workers, yet densely filled bacteriocytes are still visible after several months. The expression of the bacterial genes during characteristic life stages of the C. floridanus was assessed by macroarray and qRT- PCR- based experiments. In general, especially molecular chaperones, central basic metabolism and may putative symbiosis related factors like pathways leading to essential amino acids or nitrogen recycling show highest absolute expression levels. A positive correlation between expression level and GC- content of the genes can be observed, which is caused by a higher selection pressure and lower mutation rate of these essential factors (Schaber et al., 2005). Protein analyses confirmed the correlation between gene expression and translation of the most abundant factors. Many B. floridanus genes exhibit a dynamic expression during the different host stages but the extent of this gene regulation is modest as compared to free living bacteria. Expression profiles of genes located next to each other on the genome allow proposal of local transcription units, which were confirmed experimentally in several cases. Often genes that are not clustered locally but belong to related metabolic functions also exhibit similar expression patterns. This indicates the existence of basic mechanisms of gene regulation despite the low number of transcription factors annotated in the B. floridanus genome (Gil et al., 2003). In late pupal stages symbiosis related genes often show a higher expression compared to basic metabolic functions. This especially includes biosynthetic pathways for aromatic and branched amino acids, which are needed by the host at this stage in increased amounts, while internal storages are depleted. This could be demonstrated by the significant decrease in storage proteins of the host at the end of the pupal phase. The observed change in bacterial numbers per host exceeds the extent of bacterial gene regulation by far. The symbionts are polyploid in each host stage with up to 100 genome copies per cell. The degree of polyploidy is largely constant during host development. Thus the control over bacterial reproduction seems to be the decisive factor in this symbiosis. The residual regulatory capacities of the symbionts might represent a mechanism of fine tuning of a production unit that has been streamlined by evolution and whose numbers are adjusted according to the host’s needs. In conclusion, this thesis delivers new insights into the complex symbiosis of Blochmannia and Camponotus leading to a better understanding of its biological function and the underlying mechanisms. One of the central mysteries concerning the need of a symbiont for nutritional upgrading for an omnivorous host could be explained by a temporal, stage- dependent relevance of this symbiosis, possibly being the reason for the enormous evolutionary success of this ant genus.

Escherichia coli ist ein Kommensale des menschlichen und tierischen Gastrointestinaltraktes. Einige E. coli-Stämme sind in der Lage, extraintestinale Erkrankungen beim Menschen wie Harnwegsinfekte, Neugeborenen-Meningitis und Sepsis, sowie beim Tier aviäre Coliseptikämien, hervorzurufen. Ein wichtiger Virulenzfaktor des Bakteriums ist dabei die aus α-2,8-verknüpften Sialinsäuremonomeren aufgebaute K1-Kapsel, die phasenvariabel mit einer hohen Frequenz O-acetyliert werden kann. Im Jahr 2005 konnte gezeigt werden, dass es sich bei dem für die O-Acetylierung verantwortlichen Enzym um die O-Acetyltransferase NeuO handelt, die von dem K1-spezifischen Prophagen CUS-3 codiert wird. Die Verteilung von neuO in der E. coli K1-Population sowie die funktionelle Relevanz der K1-Kapsel O-Acetylierung für das Bakterium waren zu Beginn der vorliegenden Arbeit weitestgehend unklar. Eine E. coli K1-Stammsammlung mit 183 Isolaten wurde aufgebaut. Die E. coli K1-Isolate stammten sowohl aus Stuhlproben gesunder Freiwilliger, humanen Harnwegsinfekten, humanen invasiven Erkrankungen (Neugeborenen-Meningitis und Bakteriämie) und aus an Coliseptikämie erkrankten Vögeln. Die Isolate der E. coli K1-Stammsammlung wurden mit der Multilokus-Sequenztypisierung (MLST) typisiert. Es konnten 39 Sequenztypen (ST) sowie fünf Sequenztyp-Komplexe (STC) identifiziert werden. Bei dem mit Abstand häufigsten STC handelte es sich um den STC95, dem 80 Stämme (44%) angehörten. Insgesamt 103 der 183 E. coli K1-Stämme waren neuO-positiv (56%). Das Gen wurde in 78 (98%) der STC95-Isolate, aber nur in 25 (24%) der 103 nicht-STC95-Stämme gefunden. NeuO war also mit dem STC95 assoziiert. Über Sequenzanalysen des CUS-3-Prophagen konnten CUS-3-Genotypen bestimmt werden. Die Gruppierung der CUS-3-Genotypen und der E. coli K1-ST sowie der anschließende Vergleich beider Gruppierungen miteinander offenbarte eine Segregation der Prophagen-Genotypen entsprechend der ST. Daher legen die in dieser Arbeit ermittelten Ergebnisse eine Koevolution des Phagen mit seinem Wirt nahe. Einige humane und aviäre E. coli K1-Isolate waren weder auf Basis der MLST bzw. der CUS-3-Genotypisierung noch anhand des Vorhandenseins verschiedener, mit extraintestinal-pathogenen E. coli-assoziierter Gene voneinander unterscheidbar, was die Hypothese einer zoonotischen Transmission dieser Stämme unterstützt. In den in dieser Arbeit durchgeführten funktionellen Analysen konnte weder ein Effekt der NeuO-vermittelten E. coli K1-Kapsel O-Acetylierung auf die Fähigkeit der Bakterien an humane mikrovaskuläre Gehirnendothelzellen zu adhärieren oder in diese zu invadieren, noch auf die in vivo-Virulenz der Bakterien im Hühnermodell beobachtet werden. Die K1-Kapsel O-Acetylierung verringerte die in vivo-Kolonisierung des Hühner-Gastrointestinaltraktes und die in vitro-Biofilmbildung durch das Bakterium, wohingegen sie die Austrocknungsresistenz von E. coli K1 erhöhte. Möglicherweise dient die phasenvariable neuO-Expression und damit die E. coli K1-Kapsel O-Acetylierung der Anpassung des Bakteriums an wechselnde Umweltbedingungen. / Escherichia coli is a commensal of the human and animal intestinal tract. Some strains have the ability to cause extraintestinal disease in humans such as urinary tract infections, neonatal meningitis and septicemia, but also animal infection such as avian colisepticemia. A major virulence factor of the bacterium is the K1 capsule composed of α-2,8-linked sialic acid monomers, which can be phase variably O-acetylated at a high frequency. In 2005, it was shown that the enzyme responsible for O-acetylation is the O-acetyltransferase NeuO, which is encoded by the K1-specific prophage CUS-3. The distribution of neuO as well as the functional relevance of the K1 capsule O-acetylation for the bacterium were largely unknown at the start of the thesis. A strain collection comprising 183 E. coli K1 strains was established. The E. coli K1 isolates derived from stool samples of healthy donors, human urinary tract infections, human invasive diseases like newborn meningitis and bacteremia, and from avian colisepticemia. All isolates were typed by multilocus sequence typing (MLST). Thirty-nine sequence types (ST) and five sequence type complexes (STC) were identified. The major share of the strains belonged to the STC95 (80 strains, 44%). 103 of 183 E. coli K1 strains were neuO-positive (56%). The gene was found in 78 (98%) STC95 isolates, but only in 25 (24%) of 103 non-STC95 isolates. Therefore, there was an association of neuO with the STC95. With the help of DNA sequencing of internal fragments of CUS-3, distinct CUS-3 genotypes were assigned. There was a segregation of CUS-3 genotypes according to STs, suggesting coevolution of the prophage CUS-3 and its host. Some human and avian isolates were indistinguishable with respect to MLST, CUS-3 genotyping and the presence of genetic markers associated with extraintestinal pathogenic E. coli, which was compatible with the hypothesis of zoonotic transmission of these strains. Functional analyses performed in this study neither revealed an impact of NeuO-mediated K1 capsule O-acetylation on the ability of the bacteria to adhere to or invade into human brain microvascular endothelial cells, nor on the in vivo virulence of the bacteria in a chicken infection model. K1 capsule O-acetylation decreased in vivo chicken gut colonization and in vitro biofilm formation, while increasing E. coli K1 desiccation resistance. This study provides evidence that phase variable neuO expression and the subsequent O-acetylation of the E. coli K1 capsule serves as an efficient tool for the adaptation to changing environments.