In the current study, the adaptation of the not pathogenic L. weihenstephanensis and the pathogenic L. monocytogenes EGDe to oxygen availability was investigated with respect to the temperature-dependent influence. As key prerequisite for the transcriptional profiling, the complete genome of L. weihenstephanensis was sequenced. Global transcriptional analyses, via next generation RNA sequencing, were performed for cells grown aerobically and anaerobically at 18°C (environmental temperature) and 34°C (temperature close to host condition). The oxygen-dependent gene expression of selected genes was validated via qPCR. L. weihenstephanensis was observed to perform nitrate respiration to support its survival under hypoxia, a pathway which is not present in members of the Listeria sensu stricto clade. L. monocytogenes EGDe showed oxygen-dependent regulation of genes encoding for key enzymes of the central catabolic pathway, which were further analyzed by construction and characterization of their corresponding deletion mutants. In contrast to L. weihenstephanensis, L. monocytogenes activates a temperature-dependent adaptation to anaerobiosis. These data suggest that L. monocytogenes uses temperature as an environmental signal to adapt its metabolism perfectly to its current ecological niche, changing its lifestyle from saprophyte to pathogen. Furthermore, also strain specific adaptations of L. monocytogenes to oxygen availability were analyzed. Strains with a different virulence potential (EGD, EGDe, ScottA and 1670) were selected and their oxygen dependent transcriptional profiling was determined at 37°C. Interestingly, flagella genes, although down-regulated anaerobically, were transcribed in L. monocytogenes 1670 and ScottA at 37°C, in contrast to L. monocytogenes EGD and EGDe, for which no notable flagella gene transcription was observed. Motility assays revealed that only the outbreak strain L. monocytogenes ScottA was motile at 37°C under anaerobic conditions, suggesting a role of flagella during the initial stage of infection in the gastrointestinal tract, possibly for motility towards and attachment to the host cells.     «

In the current study, the adaptation of the not pathogenic L. weihenstephanensis and the pathogenic L. monocytogenes EGDe to oxygen availability was investigated with respect to the temperature-dependent influence. As key prerequisite for the transcriptional profiling, the complete genome of L. weihenstephanensis was sequenced. Global transcriptional analyses, via next generation RNA sequencing, were performed for cells grown aerobically and anaerobically at 18°C (environmental temperature) an...     »

In dieser Arbeit wurde, unter Berücksichtigung eines möglichen Temperatureinflusses, die artspezifischen Anpassung des Umweltkeims L. weihenstephanensis und des Pathogens L. monocytogenes an die Sauerstoffverfügbarkeit analysiert. Als Voraussetzung für die durchgeführten Transkriptionsanalysen wurde zunächst das Genom von L. weihenstephanensis sequenziert. Globale Transkriptionsanalysen mittels RNA Next Generation Sequenzierung wurden für Zellen durchgeführt, die aerob bzw. anaerob bei 18°C (Umwelttemperatur) oder bei 34°C (Temperatur, die nahe an Wirtsbedingungen pathogener Bakterien liegt) kultiviert wurden. Die Sauerstoff-abhängige Genexpression ausgewählter Gene wurde mittels qPCR validiert. Es konnte gezeigt werden, dass L. weihenstephanensis unter anaeroben Bedingungen Nitrat-Atmung betreibt, eine anaerobe Atmung, die Mitglieder der Listeria sensu stricto Gruppe nicht durchführen können. Für L. monocytogenes EGDe konnte, in Abhängigkeit von der Sauerstoffverfügbarkeit, eine Regulation von Genen, die für Enzyme codieren, welche an zentralen katabolischen Stoffwechselwegen beteiligt sind, beobachtet werden. Diese wurden durch die Konstruktion und Charakterisierung von Deletionsmutanten weiter analysiert. Im Gegensatz zu L. weihenstephanensis konnte in L. monocytogenes eine Temperatur-anhängige Anpassung an die jeweils vorliegende Sauerstoffverfügbarkeit beobachtet werden. Diese Daten führten zu der Annahme, dass L. monocytogenes die Umgebungstemperatur als Umweltsignal nutzt, um seinen Metabolismus optimal an seine aktuelle ökologische Nische, Umwelt oder Wirt, anzupassen. Weiterhin wurden auch Stamm-spezifische Anpassungen von L. monocytogenes an die Sauerstoffverfügbarkeit analysiert. Es wurden dafür Stämme mit einen unterschiedlichen Virulenzpotential (EGD, EGDe, ScottA und 1670) ausgewählt, deren Anpassung an die vorliegende Sauerstoffkonzentration bei 37°C ebenfalls mittels globaler Transkriptionsstudien untersucht wurden. Interessanterweise konnte für die Stämme ScottA und 1670 bei 37°C eine Transkription von Flagellengenen beobachtet werden, welche unter anaeroben Bedingungen vermindert war. Für die Stämme EGD und EGDe konnte weder unter aeroben noch unter anaeroben Bedingungen bei 37°C eine nennenswerte Transkription dieser Flagellengene beobachtet werden. In Motilitäts-Assays konnte gezeigt werden, dass der Ausbruchstamm ScottA bei 37°C unter anaeroben Bedingungen motil war. Diese Daten deuten darauf hin, dass eine Expression der Flagellen unter anaeroben Bedingungen bei 37°C für das Anfangsstadium der Kolonisierung des Gastrointestinaltrakts, möglicherweise durch eine gerichtet Bewegung hin zu bzw. durch eine Beteiligung an der Adhärenz an Wirtszellen, eine Rolle spielt.     «

In dieser Arbeit wurde, unter Berücksichtigung eines möglichen Temperatureinflusses, die artspezifischen Anpassung des Umweltkeims L. weihenstephanensis und des Pathogens L. monocytogenes an die Sauerstoffverfügbarkeit analysiert. Als Voraussetzung für die durchgeführten Transkriptionsanalysen wurde zunächst das Genom von L. weihenstephanensis sequenziert. Globale Transkriptionsanalysen mittels RNA Next Generation Sequenzierung wurden für Zellen durchgeführt, die aerob bzw. anaerob bei 18°C (U...     »