@phdthesis{Kraft2004,
  author    = {Kraft, Christian},
  title     = {Die Rolle von Mutation und Rekombination in der Mikroevolution von Helicobacter pylori},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-9757},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Helicobacter pylori ist ein pathogenes Bakterium, das verantwortlich gemacht wird f{\"u}r verschiedene Erkrankungen des Magens und Duodenums, wie beispielsweise chronische Gastritis, peptische Ulzera und maligne Lymphome. Das Bakterium zeichnet sich durch eine hohe Rekombinationsrate aus und besitzt ein hohes Maß an genetischer Allelvielfalt. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Rekombinationsrate und die L{\"a}nge der rekombinerten DNA-Importe anhand von sequentiellen Isolaten, die zu definierten Zeitpunkten aus dem selben Patienten isoliert wurden, untersucht. Es wurden zehn Gene, darunter sieben 'housekeeping' Gene und drei virulenzassoziierte Gene, amplifiziert und sequenziert. Die Ergebnisse zeigten eine bis dahin noch nicht f{\"u}r Bakterien beschriebene Fragmentl{\"a}nge der DNA-Importe von durchschnittlich lediglich 417 Basenpaaren. Die Rekombinationsrate war außergew{\"o}hnlich hoch. DNA-Microarray-Analysen konnten zeigen, dass es trotz dieser hohen Rekombinationsrate nur wenige Ver{\"a}nderungen in der genomischen Genausstattung gab. Jedoch hing das Auftreten von Rekombinationsereignissen direkt mit Ver{\"a}nderungen der Genausstattung zusammen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde ein neues in vitro-Transformationsmodell entwickelt, das die in vivo ermittelten Resultate nachvollziehen sollte. Das Modell konnte sowohl die in vivo gefundene Rekombinationsrate als auch den Import von kurzen DNA-Fragmenten best{\"a}tigen, die zu einem Allelmosaik zwischen DNA-Rezipient und Donor f{\"u}hrten. Auff{\"a}llig war eine stark verminderte Transformierbarkeit mit Donor-DNA aus asiatischen H. pylori-St{\"a}mmen. Um eine m{\"o}gliche Beteiligung des Nukleotid-Excisions-Reparatur (NER) Mechanismus an der Rekombination zu ermitteln, wurden zwei Gene des Mechanismus ausgeschaltet. Die Ergebnisse der NER--Mutanten (uvrA-, uvrD-) zeigten eine starke Verminderung der Transformierbarkeit. Diese Verminderung hatte jedoch keinen Einfluss auf die L{\"a}nge der rekombinierten DNA-Importe. Das Ausschalten des uvrA-Gens f{\"u}hrte zudem zu einer erh{\"o}hten Sensibilit{\"a}t gegen{\"u}ber UV-Licht. Der NER-Mechanismus ist bei H. pylori in einer noch nicht aufgekl{\"a}rten Weise an der Rekombination beteiligt. In einem Rhesusaffen-Tiermodell wurde die initiale Besiedlung mit H. pylori untersucht. Die Tiere stellen einen nat{\"u}rlichen Wirt dar und zeigen {\"a}hnliche Krankheitssymptome wie menschliche Patienten. Die Rhesusaffen wurden experimentell mit zwei klinischen H. pylori-Isolaten infiziert. Die Reisolation zu bestimmten Zeitpunkten zeigte, dass sich nur einer der beiden St{\"a}mme im Affenmagen etablieren konnte und der zweite Stamm verdr{\"a}ngt worden war. In einem zweiten Versuchsansatz wurden die persistent infizierten Affen mit vier weiteren H. pylori-St{\"a}mmen infiziert, um eine transiente Koinfektion zu simulieren. Diese St{\"a}mme verdr{\"a}ngten jedoch den bereits etablierten Stamm, und es konnte keine in vivo-Rekombination festgestellt werden. Dennoch ist dieses Modell das Erste, in dem eine persistierende experimentelle H. pylori-Infektion in Rhesusaffen {\"u}ber einen Zeitraum von mehr als vier Jahren nachgewiesen werden konnte. Die Ergebnisse liefern wichtige Hinweise auf den beim Menschen meist unentdeckten Anfang der H. pylori-Infektion. Die Untersuchungen an weiteren Spezies des Genus Helicobacter zeigten, dass die beschriebene Spezies Heelicobacter nemestrinae keine eigene Spezies darstellt, sondern der Spezies H. pylori zugeordnet werden konnte. Den damit n{\"a}chsten 'Verwandten' stellt die Spezies H. acinonychis dar, deren St{\"a}mme sich untereinander wesentlich weniger stark unterscheiden als H. pylori-St{\"a}mme. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern wichtige Daten zum Verst{\"a}ndnis der Evolution und Mikroevolution innerhalb eines Wirtes von H. pylori, die zu besseren Strategien in der Bek{\"a}mpfung dieses pathogenen Bakteriums f{\"u}hren k{\"o}nnen.},
  subject      = {Helicobacter pylori},
  language  = {de}
}