Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP) is the causative agent of Johne's disease, a highly prevalent chronic intestinal disease of cattle. It is also the putative cause of Crohn's disease, a chronic inflammatory bowel disease of humans. The MAP genome contains six segments of DNA called large sequence polymorphisms (LSPP) that are not present in its closest evolutionary relatives and were probably acquired through horizontal gene transfer. Together, they comprise 125kb, or 2.5% of the MAP genome, and contain 96 open reading frames. A detailed analysis of MAP evolution led us to hypothesize that the LSPP are pathogenicity islands, encoding genes important for MAP survival or replication in the host. To test this hypothesis, we generated a 5,000-member transposon-mutant library in MAP K-10 and developed a PCR screening method to identify potential mutants of LSPP genes. We succeeded in isolating a mutant of MAP3776c, which encodes a putative zinc siderophore. It is part of a putative five-gene zinc uptake operon that occupies almost the entirety of the insertion sequence, LSPP15. The MAP3776c mutant does not appear to have in vitro growth defects, and it is able to colonize the livers and spleens of C57Bl/6 mice within one week of intraperitoneal infection. Upcoming data from an ongoing, long-term experiment will determine whether the mutant has altered ability to persist in mice. The mutant of MAP3776c and the transposon-mutant library are useful tools for research on MAP genomics and pathogenicity that might ultimately contribute to improvements in vaccines and immunodiagnostics for Johne's disease. / Titre de la thèse : La Mutagénèse de Transposon de Mycobacterium avium sous-espèce paratuberculosis pour Investiguer des Zones de Pathogenicité Potentielles. Résumé : Mycobacterium avium sous-espèce paratuberculosis (MAP) est l'agent causal de la maladie de Johne, une maladie chronique intestinale des bétails très répandue. C'est aussi l'agent causal putatif de la maladie de Crohn, une maladie inflammatoire de l'intestin chronique chez l'humain. Le génome de MAP contient six segments d'ADN appelés des grands polymorphismes de séquences (LSPP) qui ne sont pas présents chez les cousins évolutionnaires de cette bactérie et qui furent probablement obtenus par transfert génique horizontal. Ensembles, ils constituent 125kb soit 2,5% du génome de MAP, et contiennent 96 cadres de lecture ouverts. Une analyse approfondie de l'évolution de MAP nous a mené à supposer que les LSPP sont des zones de pathogenicité qui codent des gènes importants pour la survie et la réplication de MAP dans l'hôte. Afin de tester cette hypothèse, nous avons produit une banque de mutants de transposon de MAP de 5 000 membres, et nous avons mis au point des conditions de réaction en chaîne par polymérase (PCR) pour identifier des mutants potentiels des gènes LSPP. Nous avons réussi à isoler un mutant de MAP3776c, qui encode un sidérophore de zinc. Ce dernier fait partie d'un opéron de cinq gènes pour un système de captation zinc qui prend presque la totalité de la séquence d'insertion LSPP15. Le mutant ne semble pas avoir de défauts de croissance in vitro, et il est capable de coloniser les foies et les rates des souris C57Bl/6 en une semaine à la suite d'une infection intrapéritonéalle. Les données d'expériences en cours à long terme détermineront si le mutant a une capacité modifiée à persister dans les souris. Le mutant de MAP3776c et la banque de mutants de transposon sont des outils avantageux pour la recherche sur la génomique e
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.95051 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Moolji, Jalaluddin |
| Contributors | Marcel A Behr (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Microbiology & Immunology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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