Mechanisms of niche adaption by Yersinia

Yersinia enterocolitica und Yersinia pseudotuberculosis sind zoonotische Pathogene und eine häufige Ursache für bakterielle, gastrointestinale Infektionen. In der vorliegenden Studie wurden anhand von Transkriptomanalysen die Veränderungen im Transkriptionsprofil der beiden Spezies unter infektionsrelevanten Bedingungen gezeigt. Mittels Tissue dual RNA-sequencing von Y. pseudotuberculosis infizierten Mäusen konnten Gene identifiziert werden, die während des Infektionsprozesses induziert werden. Dazu gehörten auch einige nicht-kodierende RNAs (ncRNAs). Eine Deletion einzelner ncRNAs hatte keinen Einfluss auf die Virulenz der Yersinien im Mausmodell. Eine signifikante Reduktion der Kolonisation trat hingegen auf, wenn mehrere ncRNAs simultan deletiert wurden, was auf eine Redundanz der verschiedenen ncRNAs hindeuten könnte. Im Rahmen der Studie wurde außerdem eine vergleichende Transkriptomanalyse mit den Y. enterocolitica Serotypen O:8 (YeO:8) und O:3 (YeO:3) durchgeführt. YeO:8 zeigt eine hohe Pathogenität im Mausmodell und wurde in vielen Studien gut charakterisiert. Der am häufigsten aus Schweinen und Menschen isolierte Serotyp ist hingegen YeO:3. Die vorliegende Studie stellt die erste globale Analyse von Y. enterocolitica in Einzel-Nukleotid Auflösung dar. Diese Analyse ermöglichte die Erstellung globaler Karten von konservierten und spezifischen Transkriptionsstarts (TSS) für beide Serotypen. Außerdem konnten konservierte und Stamm-spezifische ncRNAs und regulatorische RNA Elemente identifiziert werden, welche die differentielle Genexpression beider Serotypen beinflussen könnten. Darüber hinaus konnten anhand der vergleichenden Transkriptomanalyse Unterschiede in der Genexpression verschiedener Virulenz-relevanter Gene festgestellt werden. Dies deutet auf eine Anpassung der Serotypen an verschiedene Wirtsnischen hin. So ist im YeO:3 Ausbruchsstamm unter anderem das Gen ystA induziert, welches ein Enterotoxin kodiert. Es konnte gezeigt werden, dass die differentielle Expression von ystA nicht auf Unterschiede in der Promoterregion von YeO:8 und YeO:3 zurückzuführen ist. Sie scheint eher das Ergebnis von in den beiden Serotypen unterschiedlich exprimierten regulatorischen Faktoren von ystA zu sein. Zusammengefasst liefert die vorliegende Studie Einblicke in die Organisation der Transkriptome von enteropathogenen Yersinien. Es wurden Unterschiede in der Genexpression gezeigt, welche der Grund für phänotypische Variationen und die Adaption an unterschiedliche Wirtsnichen sein könnten.