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The alternative sigma factor σL of L. monocytogenes promotes growth under diverse environmental stresses


Raimann, Eveline. The alternative sigma factor σL of L. monocytogenes promotes growth under diverse environmental stresses. 2009, University of Zurich, Vetsuisse Faculty.

Abstract

Listeria monocytogenes are important food-borne pathogens that can cause outbreaks of serious human disease. These organisms frequently colonize and proliferate on preserved food products despite exposure to stress conditions induced by low storage temperatures, inclusion of organic acid based preservatives and high osmolarity. To assess alternative sigma factor σL contributions to such stress resistance of L. monocytogenes, quantitative RT-PCR assays and sigL gene deletion mutagenesis were applied in strain EGDe. Transcription of sigL was significantly induced by growth of EGDe under cold, organic acid and elevated NaCl salt concentration stress conditions. The growth of a sigL strain exposed to these stress conditions was also found to be significantly impaired in comparison to that of its isogenic wild-type strain. The contribution of σL to transcription control of cold and NaCl stress adaptation genes, oppA, cspD and clpP was also comparatively assessed in sigL and wild type EGDe cells. Transcription of the oppA gene, which encodes the OppA protein that also promotes L. m. cold growth, was significantly reduced in cold stress grown sigL cells compared to levels of the wild type EGDe strain. These findings therefore suggest important roles of σL regulatory pathways in facilitating resistance of L. monocytogenes organisms against stress conditions associated with low storage temperatures, exposure to organic acid and elevated NaCl salt concentrations.


Listeria monocytogenes ist ein bedeutender Lebensmittelinfektionserreger, welcher schwere Krankheiten beim Menschen verursachen kann und die Fähigkeit aufweist, sich auch bei tiefen Temperaturen, bei Vorhandensein von Säure und bei relativ hohen Salzkonzentrationen noch zu vermehren. Ziel dieser Arbeit war es, die Bedeutung des alternativen Sigmafaktors σL für diese Stressadaptation unter Verwendung von Deletionsmutanten und Expressionanalysen näher zu beschreiben. Kälte-, Säure- und Salzstress führten zu einer signifikanten Steigerung der Transkription von sigL. Zudem zeigte die sigL Mutante des Stammes EGDe unter all diesen Bedingungen eine deutlich schlechtere Wachstumsfähigkeit verglichen zum Wildtypstamm. Daneben wurde ein möglicher Beitrag des alternativen Sigmafaktors σL im Zusammenhang mit der Transkriptionskontrolle weiterer ausgewählter Gene (oppA, cspD und clpP), die mit Kälte- und Salzstressadaptation beschrieben sind, eruiert. Die unter Kältestress gewachsene sigL EGDe Mutante zeigte auch eine signifikant reduzierte Expression von oppA. Damit scheint der alternative Sigmafaktor σL eine wichtige Rolle in der Regulation einer Vielzahl von Genen zu spielen, die für die Kälte-, Säure- und Salzstressadatation von L. monocytogenes Beudeutung haben.

Abstract

Listeria monocytogenes are important food-borne pathogens that can cause outbreaks of serious human disease. These organisms frequently colonize and proliferate on preserved food products despite exposure to stress conditions induced by low storage temperatures, inclusion of organic acid based preservatives and high osmolarity. To assess alternative sigma factor σL contributions to such stress resistance of L. monocytogenes, quantitative RT-PCR assays and sigL gene deletion mutagenesis were applied in strain EGDe. Transcription of sigL was significantly induced by growth of EGDe under cold, organic acid and elevated NaCl salt concentration stress conditions. The growth of a sigL strain exposed to these stress conditions was also found to be significantly impaired in comparison to that of its isogenic wild-type strain. The contribution of σL to transcription control of cold and NaCl stress adaptation genes, oppA, cspD and clpP was also comparatively assessed in sigL and wild type EGDe cells. Transcription of the oppA gene, which encodes the OppA protein that also promotes L. m. cold growth, was significantly reduced in cold stress grown sigL cells compared to levels of the wild type EGDe strain. These findings therefore suggest important roles of σL regulatory pathways in facilitating resistance of L. monocytogenes organisms against stress conditions associated with low storage temperatures, exposure to organic acid and elevated NaCl salt concentrations.


Listeria monocytogenes ist ein bedeutender Lebensmittelinfektionserreger, welcher schwere Krankheiten beim Menschen verursachen kann und die Fähigkeit aufweist, sich auch bei tiefen Temperaturen, bei Vorhandensein von Säure und bei relativ hohen Salzkonzentrationen noch zu vermehren. Ziel dieser Arbeit war es, die Bedeutung des alternativen Sigmafaktors σL für diese Stressadaptation unter Verwendung von Deletionsmutanten und Expressionanalysen näher zu beschreiben. Kälte-, Säure- und Salzstress führten zu einer signifikanten Steigerung der Transkription von sigL. Zudem zeigte die sigL Mutante des Stammes EGDe unter all diesen Bedingungen eine deutlich schlechtere Wachstumsfähigkeit verglichen zum Wildtypstamm. Daneben wurde ein möglicher Beitrag des alternativen Sigmafaktors σL im Zusammenhang mit der Transkriptionskontrolle weiterer ausgewählter Gene (oppA, cspD und clpP), die mit Kälte- und Salzstressadaptation beschrieben sind, eruiert. Die unter Kältestress gewachsene sigL EGDe Mutante zeigte auch eine signifikant reduzierte Expression von oppA. Damit scheint der alternative Sigmafaktor σL eine wichtige Rolle in der Regulation einer Vielzahl von Genen zu spielen, die für die Kälte-, Säure- und Salzstressadatation von L. monocytogenes Beudeutung haben.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Stephan Roger, Kuhnert Peter
Communities & Collections:05 Vetsuisse Faculty > Institute of Food Safety and Hygiene
UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
610 Medicine & health
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2009
Deposited On:13 Jan 2010 14:59
Last Modified:04 Jun 2020 18:11
Number of Pages:30
OA Status:Green
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/permalink/f/5u2s2l/ebi01_prod005826445 (Library Catalogue)

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