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Comparative Analysis of Plasmids in the Genus Listeria
No full textKuenne C, Voget S, Pischimarov J, et al. Comparative Analysis of Plasmids in the Genus Listeria. PLOS ONE. 2010;5(9): e12511.Background: We sequenced four plasmids of the genus Listeria, including two novel plasmids from L. monocytogenes serotype 1/2c and 7 strains as well as one from the species L. grayi. A comparative analysis in conjunction with 10 published Listeria plasmids revealed a common evolutionary background. Principal Findings: All analysed plasmids share a common replicon-type related to theta-replicating plasmid pAMbeta1. Nonetheless plasmids could be broadly divided into two distinct groups based on replicon diversity and the genetic content of the respective plasmid groups. Listeria plasmids are characterized by the presence of a large number of diverse mobile genetic elements and a commonly occurring translesion DNA polymerase both of which have probably contributed to the evolution of these plasmids. We detected small non-coding RNAs on some plasmids that were homologous to those present on the chromosome of L. monocytogenes EGD-e. Multiple genes involved in heavy metal resistance (cadmium, copper, arsenite) as well as multidrug efflux (MDR, SMR, MATE) were detected on all listerial plasmids. These factors promote bacterial growth and survival in the environment and may have been acquired as a result of selective pressure due to the use of disinfectants in food processing environments. MDR efflux pumps have also recently been shown to promote transport of cyclic diadenosine monophosphate (c-di-AMP) as a secreted molecule able to trigger a cytosolic host immune response following infection. Conclusions: The comparative analysis of 14 plasmids of genus Listeria implied the existence of a common ancestor. Ubiquitously-occurring MDR genes on plasmids and their role in listerial infection now deserve further attention
Aktivierung des Wnt-Signalwegs und der DNA-Reparatur durch Antigene der Schistosoma mansoni-Ova
No full textDie Schistosomiasis mansoni ist eine parasitäre Erkrankung, die trotz der sehr hohen Prävalenz in einigen Weltregionen noch vergleichsweise wenig Beachtung in der Forschung gefunden hat (neglected disease). Die Schistosomiasis mansoni betrifft neben der Leber vor allem das Kolon und kann chronifizieren. Länger anhaltende Infektionen lösen im Kolon chronische, TH2-gewichtete Entzündungsreaktionen aus, die der Inflammation bei einer Colitis ulcerosa ähnelt. Diese pathophysiologische Ähnlichkeit war Grundlage der Fragestellung der vorliegenden Arbeit. Es wurde untersucht, inwiefern eine Schistosomiasis mansoni an der kolorektalen Karzinogenese beteiligt sein kann. In den meisten Forschungsarbeiten zur Schistosomiasis werden die Schistosomeneier als zentrales und die Pathologie auslösendes Agens betrachtet. Daher wurde in der vorliegenden Arbeit der Fokus auf die Wirkung der Ova der S. mansoni beziehungsweise derer Antigene gelegt.
Hierzu wurden verschiedene methodische Ansätze kombiniert. Zum einen wurden syrische Goldhamster in zwei Infektionsgruppen eingeteilt, von denen eine Infektionsgruppe „normal“ mit S. mansoni infiziert wurde (bs-infiziert). Die zweite Versuchsgruppe wurde ebenfalls mit S. mansoni infiziert, allerdings nur mit einem Geschlecht der Würmer, weswegen keine geschlechtliche Vermehrung und keine Ova- Produktion möglich war (ms-infiziert). In diesem in vivo-Modell unterschieden sich die Versuchsgruppen somit durch das Vorhandensein oder das Fehlen der Parasiteneier. Untersucht wurde das Kolongewebe der Tiere. Neben diesem Tiermodell bildeten Zellkulturversuche an der SW620-Kolonzelllinie die zweite Basis der Forschungsarbeit. In diesem in vitro-Modell wurden die Zellen mit Antigenen der S. mansoni-Ova stimuliert. Zur Stimulation wurde zum einen SEA verwendet, wobei es sich um ein Gemisch aller in S. mansoni-Ova enthaltenen Proteine handelt. Zum anderen wurden die Zellen mit einer in HEK-Zellen rekombinant hergestellten Version des Proteins IPSE stimuliert. IPSE ist ein sekretorisches Protein der S. mansoni-Ova, für das bereits einige Auswirkungen auf das Immunsystem der Wirtstiere bekannt sind. Die Zellkulturstimulationen mit den Antigenen der S. mansoni-Ova wurden in zwei eigenständigen Experimenten mit je einem Enzyminhibitor kombiniert: In einem Experiment wurde die Kinase JNK inhibiert. Diese spielt eine wichtige Rolle in der Aktivierung des Proteins c-Jun, welches Teil des AP1-Transkriptionsfaktors und ein Protoonkogen ist. In einem weiteren Zellkulturexperiment wurde der kanonische Wnt- Signalweg inhibiert.
Die aus der Zellkultur und dem Tierversuch gewonnenen Probenmaterialien wurden proteinbiochemisch durch Western Blots, mittels Immunhistochemie und Phosphokinase Proteome ProfilerTM Array ausgewertet. Die untersuchten Proteine lassen sich drei Kategorien zuordnen: Erstens wurden Proteine untersucht, die für eine Aktivierung des kanonischen Wnt-Signalwegs sprechen. Zu nennen sind b-Catenin und die Kinase p-GSK-3b. Zweitens wurden ausgewählte Protoonkogene untersucht, die zumindest anteilig als Downstream-Faktoren des kanonischen Wnt-Signalwegs gelten. Zu nennen sind Cyclin D1 und c-Jun mit seiner aktivierten Variante p-c-Jun. Drittens wurden Proteine untersucht, die für eine verstärkte DNA-Schädigung sprechen. Ausgewertet wurden die Proteine PARP-1 und g-H2a.X.
Für den kanonischen Wnt-Signalweg waren im in vivo- wie auch im in vitro-Modell in den jeweiligen Versuchsgruppen im Gegensatz zur Kontrollgruppe Belege für eine Aktivierung zu finden. Im Kolon der bs-infizierten Hamster zeigte sich dies besonders durch die immunhistochemische Anfärbung von b-Catenin, dem Zielprotein des kanonischen Wnt-Signalwegs. In der Zellkultur zeigte sich die Aktivierung des kanonischen Wnt-Signalwegs insbesondere durch eine Erhöhung der p-GSK-3b durch SEA-Stimulation. Cyclin D1 konnte erhöht in den SEA-stimulierten Zellen nachgewiesen werden, c-Jun und dessen aktivierte Form p-c-Jun wurden durch HEK-IPSE-Stimulation in den Zellen erhöht. Die Cyclin D1-Erhöhung erschien durch Inhibition des kanonischen Wnt-Signalwegs vermindert. Die Erhöhung der c-Jun-Varianten wurde unter JNK- Inhibition abgeschwächt. Unter den Markern für DNA-Schädigung zeigte sich für PARP-1 eine Induktion sowohl im Kolon der bs-infizierten Hamster als auch in den Zellen nach HEK-IPSE-Stimulation.
Zusammenfassend wurde in dieser Dissertationsschrift gezeigt, dass Ova der S. mansoni und ihre Antigene in den Wirtszellen eine Aktivierung des kanonischen Wnt-Signalwegs und der proliferationsfördernden Proteine Cyclin D1 und (p-)c-Jun sowie eine DNA- Schädigung induzieren können. Die Erhöhung des Cyclin D1 wurde anteilig durch den kanonischen Wnt-Signalweg vermittelt. Die Erhöhung von (p-)c-Jun durch IPSE-Kontakt benötigt die Aktivität der JNK. Diese Dissertationsschrift erbringt Hinweise darauf, dass Ova der S. mansoni einen Risikofaktor der Entstehung des CRC darstellen könnten
Aktivierung des Protoonkogens c-Jun durch Schistosoma mansoni-Ei-Antigene
No full textSchistosomiasis ist eine parasitäre Infektionserkrankung und wird zu den vernachlässigten Tropenkrankheiten (engl. neglected tropical diseases) gezählt. Weltweit erhielten im Jahr 2019 ca. 236 Mio. Menschen eine prophylaktische Therapie, was die starke Verbreitung dieser Erkrankung zeigt. Ursächlich für die mit Schistosomiasis verbundene Morbidität ist hauptsächlich die chronische Infektion. Neben der Schistosomiasis-assoziierten Kolitis und der hepatischen Schistosomiasis verursacht die Infektion als Folge von anhaltender Entzündung unspezifische, systemische Symptome wie Anämie, aber auch Unterernährung und eine Beeinträchtigung der kindlichen Entwicklung5. Verschiedene Fallberichte und Studien legen zudem den Zusammenhang einer S. mansoni-Infektion mit dem Auftreten des kolorektalen Karzinoms nahe. Dabei gibt es verschiedene Ansatzpunkte über die Mechanismen der karzinogenen Wirkung einer Schistosomiasis-Infektion. Eine Erklärung stellt die durch chronische Inflammation verursachte Mutation von Onkogenen dar. Eine andere Theorie ist die Beeinflussung Karzinogenese-assoziierter Signalwege durch die von Parasiteneiern sezernierten Antigene.
So konnte unsere Arbeitsgruppe in einer kürzlich veröffentlichten Studie, in welche die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit eingeflossen sind, zeigen, dass Ei-Antigene von S.mansoni zu einer Aktivierung Karzinogenese-assoziierter Signalwege und Protoonkogene führen. Eine Aktivierung des KRK-assoziierten Wnt/β-Catenin- Signalwegs, des Protoonkogens c-Jun und assoziierter Downstream-Faktoren wie Cyclin D1 und MCM2 konnte sowohl in vivo als auch in vitro nach Stimulation mit den
Ei-Antigenen SEA und IPSE beobachtet werden. Ein Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Aktivierung Karzinogenese-assoziierter Signalwege und insbesondere des Protoonkogens c-Jun bei Infektion mit S. mansoni zu untersuchen. In Tierversuchen wurden Kolonproben S.mansoni-infizierter Hamster untersucht. Zur Klärung molekularbiologischer Zusammenhänge wurden außerdem Zellkulturversuche mit Kolonkarzinomzellen durchgeführt. Die in vivo-Versuche zeigten eine Aktivierung des Protoonkogens c-Jun und des Downstream-Faktors Cyclin D1 bei S. mansoni-Infektion. In Western Blot-Analysen konnte eine Überexpression dieser Proteine im Vergleich zur Kontrollgruppe beobachtet werden. Immunhistochemische Färbungen zeigten eine verstärkte c-Jun- und Cyclin D1-Expression in Enterozyten nahe der Parasiteneier. Die Ergebnisse legen nahe, dass von den Eiern sezernierte Faktoren zur erhöhten Expression der Signalkomponenten in Enterozyten führen. In Zellkulturversuchen wurden Kolonkarzinomzellen mit SEA, einem S. mansoni-Ei-Antigen, stimuliert. Hier zeigte sich eine verstärkte c-Jun-Expression bei Stimulation der Zellen. Weiterhin wurden Inhibitionsversuche mit einem JNK-Inhibitor sowie MEK-Inhibitor durchgeführt, um beteiligte Signalwege zu ermitteln. Die c-Jun-Aktivierung und die Cyclin D1- Expression nach SEA-Stimulation wurden durch die Inhibition des JNK-Signalwegs und des Ras-Raf-MEK-ERK-Signalwegs durch MEK-Inhibition signifikant reduziert. Die Zusammenschau mit vorherigen Ergebnissen unserer Arbeitsgruppe, welche eine Beteiligung des JNK- und Ras-Raf-MEK-ERK-Signalweg bei der Ei-Antigen-vermittelten c-Jun-Aktivierung zeigen konnten, legt nahe, dass Ei-Antigene über diese Signalwege die Expression und Aktivierung des Protoonkogens c-Jun fördern und auch eine vermehrte Expression von Downstream-Faktoren wie Cyclin D1 bewirken.
Insgesamt lassen die Ergebnisse aus den Analysen des Tiermodells und die Untersuchungen in der Zellkultur darauf schließen, dass S. mansoni Ei-Antigene zu einer Aktivierung des Karzinogenese-assoziierten Protoonkogens c-Jun und nachgeschalteter Proteine führen. Diese Erkenntnisse können zu einem besseren Verständnis der Ätiologie des Kolonkarzinoms im Zusammenhang mit S. mansoni beitragen. Erkenntnisse über die Beeinflussung dieser Signalwege bei einer S. mansoni- Infektion können als Ansatz für therapeutische EIngriffe dienen. In zukünftigen Studien sollten weitere beteiligte Signalwege untersucht und die Wirkung der einzelnen SEA- Komponenten spezifisch herausgearbeitet werden
Reassessment of the Listeria monocytogenes pan-genome reveals dynamic integration hotspots and mobile genetic elements as major components of the accessory genome
No full textKuenne C, Billion A, Mraheil MA, et al. Reassessment of the Listeria monocytogenes pan-genome reveals dynamic integration hotspots and mobile genetic elements as major components of the accessory genome. BMC Genomics. 2013;14(1): 47.ABSTRACT: BACKGROUND: Listeria monocytogenes is an important food-borne pathogen and model organism for host-pathogen interaction, thus representing an invaluable target considering research on the forces governing the evolution of such microbes. The diversity of this species has not been exhaustively explored yet, as previous efforts have focused on analyses of serotypes primarily implicated in human listeriosis. We conducted complete genome sequencing of 11 strains employing 454 GS FLX technology, thereby achieving full coverage of all serotypes including the first complete strains of serotypes 1/2b, 3c, 3b, 4c, 4d, and 4e. These were comparatively analyzed in conjunction with publicly available data and assessed for pathogenicity in the Galleria mellonella insect model. RESULTS: The species pan-genome of L. monocytogenes is highly stable but open, suggesting an ability to adapt to new niches by generating or including new genetic information. The majority of gene-scale differences represented by the accessory genome resulted from nine hyper variable hotspots, a similar number of different prophages, three transposons (Tn916, Tn554, IS3-like), and two mobilizable islands. Only a subset of strains showed CRISPR/Cas bacteriophage resistance systems of different subtypes, suggesting a supplementary function in maintenance of chromosomal stability. Multiple phylogenetic branches of the genus Listeria imply long common histories of strains of each lineage as revealed by a SNP-based core genome tree highlighting the impact of small mutations for the evolution of species L. monocytogenes. Frequent loss or truncation of genes described to be vital for virulence or pathogenicity was confirmed as a recurring pattern, especially for strains belonging to lineages III and II. New candidate genes implicated in virulence function were predicted based on functional domains and phylogenetic distribution. A comparative analysis of small regulatory RNA candidates supports observations of a differential distribution of trans-encoded RNA, hinting at a diverse range of adaptations and regulatory impact. CONCLUSIONS: This study determined commonly occurring hyper variable hotspots and mobile elements as primary effectors of quantitative gene-scale evolution of species L. monocytogenes, while gene decay and SNPs seem to represent major factors influencing long-term evolution. The discovery of common and disparately distributed genes considering lineages, serogroups, serotypes and strains of species L. monocytogenes will assist in diagnostic, phylogenetic and functional research, supported by the comparative genomic GECO-LisDB analysis server (http://bioinfo.mikrobio.med.uni-giessen.de/geco2lisdb)
Structure of the bacterial cell division determinant GpsB and its interaction with penicillin-binding proteins
No full textEach bacterium has to co-ordinate its growth with division to ensure genetic stability of the population. Consequently, cell division and growth are tightly regulated phenomena, albeit different bacteria utilise one of several alternative regulatory mechanisms to maintain control. Here we consider GpsB, which is linked to cell growth and division in Gram-positive bacteria. gpsB mutants of the human pathogen Listeria monocytogenes show severe lysis, division and growth defects due to distortions of cell wall biosynthesis. Consistent with this premise, GpsB interacts both in vitro and in vivo with the major bi-functional penicillin-binding protein. We solved the crystal structure of GpsB and the interaction interfaces in both proteins are identified and validated. The inactivation of gpsB results in strongly attenuated virulence in animal experiments, comparable in degree to classical listerial virulence factor mutants. Therefore, GpsB is essential for in vitro and in vivo growth of a highly virulent food-borne pathogen, suggesting that GpsB could be a target for the future design of novel antibacterials.DFG [HA 6830/1-1]; UK BBSRC [BB/G015902/1, BB/M001180/1
The rise and fall of the Labour league of youth
No full textThis thesis charts the rise and fall of the Labour Party’s first and most enduring youth organisation, the Labour League of Youth. The history of the League, from its birth in the early nineteen twenties to its demise in the late nineteen fifties, is placed in the context of the Labour Party’s subsequent fruitless attempts to establish and maintain a vibrant and functional youth organisation. A narrative is incorporated that illuminates the culture, organisation and political activism of the League and establishes it as a predominantly working class radical organisation. The reluctance on the part of the Labour Party to grant autonomy to its youth sections resulted in the history of the League of Youth being one of control, suppression and tension. This state of affairs ensured that subsequent youth groups, the Young Socialists and Young Labour, would be established in an atmosphere of reservation and scepticism.
The thesis places the prime responsibility for the failure of the party’s youth organisations with the party leadership but also considers the contributory factors of changing social and political circumstances. A number of themes are explored which include the impact of structure and agency factors, the power of the Parliamentary Labour Party, the political socialisation of leading figures within the party, the social context in which each of the groups emerged and the extent to which the youth groups were prey to intra-party factionalism.
The thesis redresses the balance of research where most accounts have focussed on the Young Socialists and traces the common characteristics that are prevalent in the way the party leadership has approached its relationship with its youth organisations. Use has been made of previously unpublished primary source material, the major source being the League of Youth members themselves whose recollections have helped to demonstrate the arguments put forward in this thesis
New insights into the pathogenesis and molecular understanding of cutaneous T-cell lymphomas
No full textStadler R, Hain C. Neues zu Pathogenese und molekularem Verständnis bei kutanen T-Zell-Lymphomen. Dermatologie. 2022.The pathogenesis of cutaneous T‑cell lymphomas (CTCL) is still an enigma. Therefore, extensive translational research efforts have been undertaken in recent years to gain further clinical and molecular insights. There is increasing evidence that the different clinical appearance of the CTCL subtypes derives from the assumption that they develop from different skin subpopulations of Tcells. Detection and quantification of the malignant T‑cell clones is crucial for the diagnosis and prognosis of CTCL. Numerous recurrent mutant cellular signalling pathways have been found in recent years. This includes the JAK-STAT, NFkappaB, T‑cell receptor and MAP kinase signalling pathways, as well as cell cycle control and epigenetics. The most recent analyses imply atumour evolution model with initial copy number variation, like amplification or deletions of specific DNA fragments (CNVs) and only subsequent later single nucleotide variations (SNVs). The crucial question, however, is which CNVs are sufficient to initiate general tumourigenesis? The challenge is to identify possible driver genes. Increasing molecular understanding in CTCL will include new breakthrough therapeutic options in the near future. © 2022. The Author(s), under exclusive licence to Springer Medizin Verlag GmbH, ein Teil von Springer Nature.Die Pathogenese der kutanen T‑Zell-Lymphome (KTZL) ist nach wie vor ein Enigma. Daher wurden gerade in den letzten Jahren umfangreiche translationale Forschungsanstrengungen unternommen, um zu weitergehenden klinischen und molekularen Erkenntnissen zu gelangen. Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass das unterschiedliche klinische Erscheinungsbild der KTZL-Subtypen darauf zurückzuführen ist, dass sie von verschiedenen hautständigen Subpopulationen von T‑Zellen abstammen. Der Nachweis und die Quantifizierung der bösartigen T‑Zell-Klone sind entscheidend für die Diagnose und Prognose von KTZL. Es wurden in den letzten Jahren zahlreiche wiederkehrend mutierte zelluläre Signalwege gefunden. Das beinhaltet JAK(Januskinase)-STAT(„signal transducers and activators of transcription“)-, NF-κB(„nuclear factor kappa B“)-, T‑Zell-Rezeptor- und MAP(„mitogen-activated protein“)-Kinase-Signalwege sowie die Zellzykluskontrolle und Epigenetik. Die jüngsten Analysen implizieren ein Tumorevolutionsmodell mit anfänglichen Kopienzahlvariationen wie Amplifikationen oder Deletionen bestimmter DNA(Desoxyribonukleinsäure)-Abschnitte („copy number variations“ [CNVs]) und erst darauffolgenden späteren Einzelnukleotidvariationen („single nucleotide variations“ [SNVs]). Die entscheidende Frage ist jedoch, welche CNVs ausreichen, um eine generelle Tumorgenese zu beginnen. Die Herausforderung ist, mögliche Treibergene zu identifizieren. Das zunehmende molekulare Verständnis bei KTZL wird in naher Zukunft neue bahnbrechende Therapieoptionen beinhalten
Investigation of the Ahmed body cross-wind flow topology by robotic volumetric PIV
No full textRobotic volumetric PIV is employed to investigate the time-averaged three-dimensional near-wake flow topology of the Ahmed body in steady cross-wind conditions. The model selected for this study is a 1:2 replica of the reference Ahmed body with 25° slant angle. The measurements are conducted at free-stream velocity of 12 m/s, resulting in a Reynolds number of 1.15×105 based on the model’s height. Yaw angles of 0°, 4° and 8° are considered. The results show that the position and strength of the C-pillar vortices are significantly influenced by the presence of a yaw angle. The yaw angles cause an increase in the strength of the windward C-pillar vortex, with a consequent upward displacement; conversely, the strength of the leeward vortex decreases, and the position of its core moves downwards and inboard. At the larger yaw angle, the presence of a ground streamwise vortex is detected which co-rotates with the windward C-pillar vortex and is located between the latter and the ground.Aerodynamic
Soap bubbles for large-scale PIV in industrial wind tunnels
No full textThis work evaluates the use of helium-filled soap bubbles (HFSB) for Particle Image Velocimetry (PIV) measurements at high Reynolds numbers (up to 3.2 million) in aeronautics. The measurements are performed in the Low Speed Tunnel (LST) of the German-Dutch Wind Tunnels (DNW) using a high-lift airfoil in close-to-stall conditions up to 70 m/s. Experiments using Di-ethylhexyl- sebacat (DEHS) particles are performed for a comparison of the two seeding techniques. The signal to noise ratio of HFSB images was two orders of magnitude larger than that of DEHS, which strongly reduced the unwanted effects of background reflections and light intensity spatial variations, compared to DEHS particle images. The mean velocity field obtained with HFSB exhibits differences typically within 1% of the free stream velocity, when compared to DEHS measurements.Flow Physics and TechnologyAerodynamic
Study of Upstream TravellingWaves in Transonic Buffet
No full textThis paper investigates the appearance, propagation and orientation of upstream travelling waves (UTWs) in transonic buffet. Their role has been studied experimentally on a supercritical airfoil (OAT15A) in the transonic-supersonic wind tunnel of TU Delft at Mach number of 0.7, and an angle of attack of 3.5. In the experiments Background Oriented Schlieren (BOS) and Particle Image Velocimetry (PIV) have been used, to observe the suction side of the airfoil in a streamwise-spanwise oriented plane. The experiments detected the frequency and propagation velocity of the UTWs, which have been confirmed to behave as acoustic waves that therefore travel at the speed of sound relative to the flow. The particular set-up configuration used confirmed the two-dimensionality of the velocity field and of the shock wave but showed that the UTWs propagate in the plane of measurement with a non-zero orientation.Aerodynamic
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