Recipient Determinants Affecting Conjugational Promiscuity in Enterobacteriaceae

Den globale udvikling og hurtige spredning af antibiotika resistens anses for at være et stigende problem i vores samfund, og en stor trussel for det menneskelige helbred. Det seneste slående eksempel er observationen af plasmid-båret kolistin resistens, som i Danmark blev fundet i en Escherichia coli bakterie som kun var modtagelig for meget få klasser af antibiotika. I dette tilfælde ville optaget af yderligere resistens efterlade et meget begrænset omfang af mulige behandlingsmetoder. Det er derfor af yderste vigtighed at vi tilegner os yderligere viden indenfor de mekanismer som kontrollerer spredningen af antibiotika resistens. Plasmider er et af de mobile elementer kan udveksle DNA mellem bakterier, og er en udbredt mægler i spredningen af antibiotika resistens fra en donor til en recipient.
Dette Ph.d. studie har fokuseret på forskellige faktorer hos recipienten der kan kontrollere optaget af plasmider, og derved antibiotika resistens. En af disse faktorer, kaldet restriktions-modifikations systemer (RM systemer), har hidtil har været anset som en barriere for horisontal overførsel mellem bakterier. Dette Ph.d. studie har vist, at ved overførsel at plasmider via celle-celle kontakt er denne barriere ikke fuldkommen, og DNA kan stadig overføres til recipienten. Overførsel af DNA mellem bakterier er også med til at øge bakteriernes udvikling og tilpasningsevne til deres omgivelser. RM systemer har i nogle bakterier vist sig at have indflydelse på udviklingen af bakterierne. Denne sammenhæng blev i Ph.d. studiet undersøgt for Salmonella enterica, som hovedsageligt udveksler DNA via celle-celle kontakt. Analysen omfattede karakterisering af RM systemer for 221 genomer, hvilket var muligt ved brug af nye teknologier som hel-genom sekventering, og udviklingen af et brugervenlige internet-værktøj der kan undersøge DNA sekvenser for kendte RM systemer (RM-Finder). Her viste det sig dog at bakteriernes indhold af RM systemer ikke kunne afspejles i udviklingen af Salmonella enterica, og andre faktorer må derfor spille ind. Ved at bestemme recipient potentialet for en kollektion af Salmonella enterica var det igen muligt at benytte hel-genom sekventering og bioinformatik til at undersøge gen-forskelle hos bakterierne der kunne forklare deres recipient potentiale. Indtil nu har det dog ikke været muligt at identificere enkelte recipient gener hos Salmonella enterica der har betydning for god eller dårlig udveksling af DNA. For undertypen Salmonella Enteritidis er 33 gen kandidater ved at blive yderligere undersøgt og verificeret.
Dette Ph.d. studie har øget viden indenfor RM systemer, deres indflydelse på overførsel af DNA via celle-celle kontakt, og deres betydning i udviklingen af bakterier. Yderligere har studiet indikeret at der findes gener hos modtageren af DNA, som kan kontrollere overførslen. Ph.d. studiet efterlader store muligheder for at finde gener der er involveret i optaget af plasmider og antibiotika resistens.