Genetic and pathogenetical impact of the Yersinia-HPI on virulence of extraintestinal E. coli

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Hochpathogene Yersinien (Y. pestis, Y. enterocolitica IB, Y. pseudotuberculosis) tragen eine genetisch instabile, chromosomale Pathogenitätsinsel (HPI) von 45-100 Kilobasen Größe, deren Deletion oder Insertionsmutagenese zur Virulenzabschwächung führt. Die Yersinia-HPI kodiert ein siderophorvermitteltes Eisenaufnahmesystem (Yersiniabactin-System) und beinhaltet Gene für Yersiniabactinbiosynthese (irp), -aufnahme (fyuA) und -transport, sowie Regulatorgene (ybtA) und Insertionselemente. Die HPI insgesamt wird bei Yersinien von typischen "attachment sites" (attL und attR) eingegrenzt, die wahrscheinlich der Integration und Excision dienen. Eine orthologe HPI mit 99,7% Sequenzhomologie zur HPI von Y. pestis / Y. pseudotuberculosis konnte in humanpathogenen E. coli sowie Klebsiella, Enterobacter und Citrobacter nachgewiesen werden, die aus Blutkulturen, Liquor- und Urinproben isoliert wurden. Diese Ergebnisse sprechen dafür, daß die HPI innerhalb der Familie Enterobacteriaceae ausgetauscht wird. Alle bislang untersuchten HPIs von E. coli zeigen eine Deletion im 3´-Bereich der HPI, die mit einem Verlust der "attachment site" attR einhergeht. Kürzlich konnten wir in einem E. coli-Isolat (E 131) eine komplette HPI mit erhaltenen "attachment sites" und einem unbekannten 30 kb-Randbereich nachweisen. In dem vorliegenden Projekt sollen (i) die HPI von E. coli E 131 hinsichtlich Struktur und Mobilität untersucht, (ii) die phylogenetische Abstammung der orthologen HPI bei E. coli analysiert und (iii) Bedeutung der HPI für die Virulenz uropathogener E. coli im Tiermodell bestimmt werden.