Struktur-funksjonsforhold mellom bakteriofagen CTXϕ og Vibrio cholerae type IV pili

Abstract

Vibrio cholerae er en Gram-negativ stavformet bakterie som forårsaker sykdommen kolera, en sykdom som kan gi diaré, oppkast og i de verste tilfellene død grunnet dehydrering. Bakterien kan deles opp i flere serogrupper, hvor serogruppe O1 er en av serogruppene som kan gi store utbrudd og epidemier. Serogruppe O1 kan igjen deles opp i to biotyper: El Tor og klassisk. V. cholerae uttrykker type IVb pili som kalles for toxin co-regulated pilus (TCP) og består av pilin-subenheter kalt TcpA. TCP er stavformede strukturer som er viktig for kolonsiering av tarmed og dermed bakteriens virulensegenskaper. TCP fungerer også som en reseptor for bakteriofagen CTXφ som overfører genet for koleratoksinet (CT) til bakterien. Bakteriofagers molekylære interaksjoner med bakterier er godt kjent, men man vet lite om hvordan CTXφ faktisk binder seg til V. cholerae. V. choleraes interaksjon med CTXφ sammenlignes med fd-fagens binding til F-pili hos E. coli fordi det er vist at V. cholerae krever de samme komponentene hos både fag og bakterie som E. coli, for å kunne gjennomføre en vellykket transfeksjon. I denne oppgaven ble det benyttet transfeksjonsforsøk og bildeanalyse ved hjelp av immunogull transmisjonselektronmikroskopering for å undersøke bakterie-fag-interaksjonene nærmere. Ettersom det ikke finnes gode antistoff mot pVIII hos CTXφ ble hybridfagen fd-∆ benyttet. fd-∆ består av pIII TCP-bindingsproteiner fra CTXφ og pVIII kappeproteinet fra fd-fagen. Gode antistoff mot fd pVIII er tilgjengelig på markedet. For å identifisere hvilke aminosyrer som er viktig for binding, ble det i oppgaven benyttet ulike tcpA-mutanter av villtype V. cholerae O395. Noen av disse forårsaker en alternativ TCP-morfologi som kan gi en bedre resolusjon i bindingsstudiene. Gjennom oppgaven ble det demonstrert at fd-∆ kan benyttes som modell i bakterie-fag-interaksjonsstudier med V. cholerae.