Gene regulation in Streptococcus pneumoniae - RePub - Erasmus ...

Bevindingen die dit onderbouwen, weliswaar indirect, zijn beschreven in de literatuur. Echter,
tegenstrijdige bevindingen zijn er ook; een pcpA mutant koloniseert de nasopharynx van de
muis vergelijkbaar met de wild-type pneumokok (Cron et al., persoonlijke communicatie).
Dus de exacte rol die PcpA in het infectieproces speelt is nog verre van duidelijk.
Samenvatting en discussie
Stikstof is een element dat voorkomt in bijna elk biologisch relevant molecuul.
Aminozuren zijn zulke stikstof houdende bouwstenen en vormen onder andere eiwitten en
andere celcomponenten. Hierdoor zijn ze absoluut onmisbaar voor de cel. Kortom zonder
stikstof en aminozuren geen leven. CodY is een regulatoreiwit betrokken bij de regulatie van
genen die verantwoordelijk zijn voor de opname en de omzetting van stikstofhoudende
moleculen en aminozuren. In andere, aan de pneumokok verwante, bacteriën is dit eiwit al
uitgebreid onderzocht en daar uit bleek dat CodY genen uitzet als er voldoende stikstof en
aminozuren zijn. Als er te weinig nutriënten zijn, zal CodY deze inactivatie stoppen,
waardoor de genen dus aangezet worden. Wij hebben de rol van CodY in stikstof en
aminozuur metabolisme in relatie tot virulentie in de pneumokok onderzocht (hoofdstuk 4).
Hieruit bleek dat een pneumokok, waar het codY gen is uitgeschakeld, zich niet meer zo goed
kan handhaven in de neus van een muis. Ook bleek dat deze mutant minder goed aan een
cellijn van menselijke nasopharynx cellen kon plakken (adhereren). Met andere woorden,
CodY is belangrijk voor de eerste fases van het infectieproces, de kolonisatie en adherentie. In
de codY mutant, in cultuurmedium gegroeid, bleken ook veel genen anders tot expressie te
komen dan in een niet-mutante bacterie: veel genen coderend voor eiwitten, die betrokken
zijn bij de opname van stikstof-houdende nutrienten en aminozuren en de intracellulaire
omzetting van deze nutrienten, waren meer actief. Eén of een combinatie van deze genen zou
dus een direct effect kunnen op de kolonisatie en adherentie kunnen hebben. Het gen pcpA
kwam hoger tot expressie bij deze genen, maar is dus zeer waarschijnlijk niet direct betrokken
bij kolonisatie en adherentie (zie boven).
Een tweede stikstof en aminozuur regulatiesysteem is onderzocht en beschreven in de
hoofdstukken 5 en 6. GlnR is een eiwit dat de expressie van genen betrokken bij het
glutamaat en glutamine metabolisme reguleert. Glutamaat en glutamine zijn zeer belangrijke
aminozuren, niet in de eerste plaats omdat ze bouwstenen zijn van eiwitten, maar ze zijn ook
nodig om moleculen zoals DNA, de celwand en het suikerkapsel van te maken. Het bleek dat
de volgende genen gereguleerd worden door GlnR: glnA, een eiwit dat van glutamaat
glutamine maakt; glnPQ, een glutamine/glutamaat opname systeem; en gdhA, een eiwit dat
glutamaat maakt uit andere moleculen (hoofdstuk 5). Om de rol van deze genen in virulentie
te bestuderen, hebben we mutanten voor GlnR-gereguleerde genen getest in infectiemodellen
215
215