@article{OndruschKreft2011,
  author    = {Ondrusch, Nicolai and Kreft, J{\"u}rgen},
  title     = {Blue and Red Light Modulates SigB-Dependent Gene Transcription, Swimming Motility and Invasiveness in Listeria monocytogenes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-75451},
  year      = {2011},
  abstract  = {Background: In a number of gram-positive bacteria, including Listeria, the general stress response is regulated by the alternative sigma factor B (SigB). Common stressors which lead to the activation of SigB and the SigB-dependent regulon are high osmolarity, acid and several more. Recently is has been shown that also blue and red light activates SigB in Bacillus subtilis. Methodology/Principal Findings: By qRT-PCR we analyzed the transcriptional response of the pathogen L. monocytogenes to blue and red light in wild type bacteria and in isogenic deletion mutants for the putative blue-light receptor Lmo0799 and the stress sigma factor SigB. It was found that both blue (455 nm) and red (625 nm) light induced the transcription of sigB and SigB-dependent genes, this induction was completely abolished in the SigB mutant. The blue-light effect was largely dependent on Lmo0799, proving that this protein is a genuine blue-light receptor. The deletion of lmo0799 enhanced the red-light effect, the underlying mechanism as well as that of SigB activation by red light remains unknown. Blue light led to an increased transcription of the internalin A/B genes and of bacterial invasiveness for Caco-2 enterocytes. Exposure to blue light also strongly inhibited swimming motility of the bacteria in a Lmo0799- and SigB-dependent manner, red light had no effect there. Conclusions/Significance: Our data established that visible, in particular blue light is an important environmental signal with an impact on gene expression and physiology of the non-phototrophic bacterium L. monocytogenes. In natural environments these effects will result in sometimes random but potentially also cyclic fluctuations of gene activity, depending on the light conditions prevailing in the respective habitat.},
  subject      = {Listeria monocytogenes},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ondrusch2010,
  author    = {Ondrusch, Nicolai},
  title     = {Der Thiol:Disulfid-Redox Metabolismus und der Blaulichtrezeptor Lmo0799 von Listeria monocytogenes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-52612},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Der Thiol-Redox-Metabolismus, der in allen lebenden Zellen zu finden ist, wirkt oxidativem Stress entgegen. Des Weiteren dient er auch der Aufrechterhaltung der intrazellul{\"a}ren Thiol:Disulfid-Balance, die wiederum f{\"u}r die Funktion vieler Proteine essentiell ist. Auch stellt er Reduktions{\"a}quivalente f{\"u}r die Produktion von Desoxyribonucleotiden f{\"u}r die DNA-Synthese bereit und hilft oxidierte Proteine zu reparieren. Der Thiol:Disulfid-Redox-Metabolismus (TDRM) unterscheidet sich von anderen metabolischen Netzwerken dadurch, dass keine Kohlenstoff- oder Stickstoffbindungen ver{\"a}ndert werden. In vielen F{\"a}llen beinhaltet er die reversible Oxidation zweier benachbarter Cysteinreste im entsprechenden Protein, was zur Ausbildung von Disulfidbr{\"u}cken f{\"u}hrt. Da ein totaler Ausfall der GSH-Synthese einen geringeren Effekt zu haben schien als ein teilweiser, wurden DNA-Microarray-Transkriptomanalysen der ΔgshF-Mutante durchgef{\"u}hrt. Es wurden rund 750 Gene als signifikant reguliert (p < 0,05, Fold-change <0,5 bzw. >2) identifiziert. Da die am st{\"a}rksten regulierten Gene von besonderem Interesse waren, wurden die Ausschlussgrenzen auf <0,2 bzw. >5 -fach reguliert heraufgesetzt. Diese Parameter trafen auf 92 Gene zu, davon 41 durch GSH-Mangel herauf-regulierte (d.h. die mRNA-Menge war in der Mutante h{\"o}her als im Wildtyp) und 51 herunter-regulierte. Auff{\"a}llig war, dass die Expression vieler Gene, welche durch den Stress-Sigmafaktor SigB reguliert werden, bei Fehlen von GSH ver{\"a}ndert war. Zu den am st{\"a}rksten (sechs- bis elffach) herauf-regulierten Genen z{\"a}hlen lmo0135-7, sie codieren f{\"u}r einen putativen Oligopeptidtransporter. Die Vermutung lag nahe, dass dieser evtl. GSH aus dem Medium in die Zellen transportieren k{\"o}nnte. Man kann also davon ausgehen, dass GSH von Listeria aktiv aus dem Medium aufgenommen wird und dass die Effekte, die im Versuch ohne zus{\"a}tzliches GSH auftreten, direkt auf das Fehlen von GSH zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind. Zusammengefasst zeigte sich, dass ein Ausfall der GSH-Synthese in Listeria keinen auff{\"a}lligen Ph{\"a}notyp zeigt. Es wurden jedoch sehr umfangreiche Ver{\"a}nderungen des Transkriptionsprofils beobachtet, offenbar konnten die Bakterien dadurch eine neue zellul{\"a}re Hom{\"o}ostase erreichen. Physiologische Mengen von GSH im Medium komplementierten den Ausfall der GSH-Synthese fast vollst{\"a}ndig. Im Laufe dieser Analysen fiel das Augenmerk auf ein Gen mit unbekannter Funktion, lmo0799, das in der ΔgshF-Mutante als deutlich heraufreguliert identifiziert worden war. Eine n{\"a}here in-silico-Analyse ergab deutliche Homologien des Lmo0799 Proteins zu einem Blaulicht-photorezeptor, YtvA, von Bacillus subtilis. Da ein Zusammenhang mit dem TDRM aufgrund der Microarray-Analysen mehr als wahrscheinlich schien, richtete sich das Augenmerk verst{\"a}rkt auf die Charakterisierung des putativen Blaulichtrezeptors Lmo0799. Es wurde eine In-Frame-Deletionsmutante in lmo0799 hergestellt, die mit Δlmo0799-Mutante bezeichnet wurde. Darin ist das urspr{\"u}nglich 253 Aminos{\"a}uren (AS) große Genprodukt von lmo0799 auf sieben AS verk{\"u}rzt, ohne den Promotor- oder Terminatorbereich bzw. umliegende Gene zu ver{\"a}ndern. Parallel wurde begonnen, Versuche zum Einfluss von Licht (blau, λ=455nm bzw. rot, λ=625nm) in vivo und in vitro auf L. monocytogenes durchzuf{\"u}hren. Versuche mittels qRT-PCR wurden durchgef{\"u}hrt um die genaue Wirkweise von Lmo0799 n{\"a}her aufzukl{\"a}ren. Dazu wurden Testgene aus verschiedenen Regulons ausgew{\"a}hlt und deren Transkription in Proben von Wildtyp und Δlmo0799-Mutante mit und ohne blauem bzw. rotem Licht sowie mit und ohne Salzstress gemessen. Dabei zeigte sich, dass vor allem die Transkription von Genen des SigB-Regulons, das f{\"u}r die allgemeine Stressantwort in Listerien zust{\"a}ndig ist, durch Licht moduliert wurde. Die Wirkung von Blaulicht hing in hohem Maße von der Anwesenheit von Lmo0799 ab, welches wahrscheinlich eine Komponente des „Stressosoms" von Listeria darstellt. Die Lichtregulation betraf auch die Internaline A und B, deren Transkription durch Belichtung stark erh{\"o}ht wurde. Infektionsversuche mit blau belichteten bzw. dunkel gehaltenen Wildtyp- bzw. Δlmo0799-Bakterien an humanen Caco-2 Enterozyten zeigten, dass wildtypische Listerien nach Bestrahlung mit blauem Licht ihre Invasionsrate verdoppelten, w{\"a}hrend die Δlmo0799-Listerien auf Niveau der Dunkelkontrolle blieben. In der vorliegenden Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass L. monocytogenes (und wohl auch die anderen Listeria-Arten) in Lmo0799 einen funktionalen Blaulichtrezeptor besitzt, der eine wichtige Rolle in der Vermittlung von Stressreizen via SigB spielt und auch die Motilit{\"a}t und Virulenz moduliert. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass auch rotes Licht die Transkription zahlreicher durch Blaulicht regulierter Gene beeinflusst. Der molekulare Mechanismus konnte im Rahmen dieser Arbeit nicht mehr aufgekl{\"a}rt werden.},
  subject      = {Listeria monocytogenes},
  language  = {de}
}
@article{OndruschKreft2011,
  author    = {Ondrusch, Nicolai and Kreft, J{\"u}rgen},
  title     = {Blue and Red Light Modulates SigB-Dependent Gene Transcription, Swimming Motility and Invasiveness in \(Listeria\) \(monocytogenes\)},
  series = {PLoS ONE},
  volume    = {6},
  journal   = {PLoS ONE},
  number    = {1},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0016151},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-134050},
  pages     = {e16151},
  year      = {2011},
  abstract  = {Background: In a number of gram-positive bacteria, including Listeria, the general stress response is regulated by the alternative sigma factor B (SigB). Common stressors which lead to the activation of SigB and the SigB-dependent regulon are high osmolarity, acid and several more. Recently is has been shown that also blue and red light activates SigB in Bacillus subtilis. Methodology/Principal Findings: By qRT-PCR we analyzed the transcriptional response of the pathogen L. monocytogenes to blue and red light in wild type bacteria and in isogenic deletion mutants for the putative blue-light receptor Lmo0799 and the stress sigma factor SigB. It was found that both blue (455 nm) and red (625 nm) light induced the transcription of sigB and SigB-dependent genes, this induction was completely abolished in the SigB mutant. The blue-light effect was largely dependent on Lmo0799, proving that this protein is a genuine blue-light receptor. The deletion of lmo0799 enhanced the red-light effect, the underlying mechanism as well as that of SigB activation by red light remains unknown. Blue light led to an increased transcription of the internalin A/B genes and of bacterial invasiveness for Caco-2 enterocytes. Exposure to blue light also strongly inhibited swimming motility of the bacteria in a Lmo0799- and SigB-dependent manner, red light had no effect there. Conclusions/Significance: Our data established that visible, in particular blue light is an important environmental signal with an impact on gene expression and physiology of the non-phototrophic bacterium L. monocytogenes. In natural environments these effects will result in sometimes random but potentially also cyclic fluctuations of gene activity, depending on the light conditions prevailing in the respective habitat.},
  language  = {en}
}