Bakteriofagi jako kluczowy element w regulacji liczebności, zmienności i bioróżnorodności bakterii

Sitek, R.; Kowalczewska, Z.; Sosnowska, E.; Markwitz, P.; Drulis-Kawa, Z.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Bakteriofagi jako kluczowy element w regulacji liczebności, zmienności i bioróżnorodności bakterii

Autorzy

Sitek R. , Kowalczewska Z. , Sosnowska E. , Markwitz P. , Drulis-Kawa Z.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Bacteriophages as a key element regulating bacterial abundance, variability and biodiversity

Języki publikacji

Abstrakty

Bakteriofagi (wirusy infekujące bakterie) są najliczniejszą grupą cząstek biologicznych w środowisku, wpływającą na bioróżnorodność i liczebność bakterii oraz obieg materii organicznej. Pomiędzy fagami a bakteriami występuje relacja drapieżnik – ofiara (pasożyt – żywiciel), która warunkuje zachowanie równowagi w populacjach bakterii zamieszkujących daną niszę ekologiczną, jak również generuje zmienność bakterii poprzez horyzontalny transfer genów. Rosnąca oporność bakterii na antybiotyki spowodowała wzrost zainteresowania fagami jako środkami terapeutycznymi. Zastosowanie w leczeniu znaleźć mogą zarówno same fagi, jak i ich enzymy (lizyny i depolimerazy).

Bacteriophages (viruses that infect bacteria) are the most abundant biological particles in the environment, impacting bacterial number and biodiversity as well as participating in the circulation of organic matter. There is a predator – prey (parasite – host) relation between phages and bacteria, which determines the balance in bacterial populations living in a given ecological niche as well as drives the evolution of bacteria by horizontal gene transfer. The growing antibiotic resistance in bacteria has caused an increasing interest in bacteriophages as therapeutic agents. Both phages and their enzymes (lysins and depolymerases) may be used for treatment.

Słowa kluczowe

bakteriofagi bioróżnorodność bakterii transfer genów horyzontalny zastosowanie fagów zastosowanie ezymów fagowych

bacteriophages biodiversity of bacteria horizontal gene transfer application of phages application of hage-borne enzymes

Wydawca

ELAMED Media Group

Czasopismo

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

Rocznik

2018

Tom

nr 4

Strony

48--54

Opis fizyczny

Bibliogr. 44 poz., rys.

Twórcy

autor

Sitek R.

Zakład Biologii Patogenów i Immunologii, Instytut Genetyki i Mikrobiologii, Uniwersytet Wrocławski

autor

Kowalczewska Z.

Zakład Biologii Patogenów i Immunologii, Instytut Genetyki i Mikrobiologii, Uniwersytet Wrocławski

autor

Sosnowska E.

Zakład Biologii Patogenów i Immunologii, Instytut Genetyki i Mikrobiologii, Uniwersytet Wrocławski

autor

Markwitz P.

Zakład Biologii Patogenów i Immunologii, Instytut Genetyki i Mikrobiologii, Uniwersytet Wrocławski

autor

Drulis-Kawa Z.

Zakład Biologii Patogenów i Immunologii, Instytut Genetyki i Mikrobiologii, Uniwersytet Wrocławski

Bibliografia

1. Kutter E. i wsp.: Phage therapy in clinical practice: treatment of human infections. „Curr Pharm Biotechnol.”, 2010, 11, 69-86.
2. Salmond G.P.C., Fineran P.C.: A century of the phage: past, present and future. „Nat Rev Microbiol.”, 2015, 13, 777-786.
3. Kim M., Ryu S.: Antirepression system associated with the life cycle switch in the temperate Podoviridae phage SPC32H. „J Virol.”, 2013, 87, 1177-11786.
4. Erez Z. i wsp.: Communication between viruses guides lysis-lysogeny decisions. „Nature”, 2017, 1-18.
5. Łoś M., Węgrzyn G.: Pseudolysogeny. „Adv Virus Res.”, 2012, 82, 339-49.
6. Sulakvelidze A., Alavidze Z., Morris J.G. jr.: Bacteriophage therapy minireview. „Antimicrob Agents Chemother”, 2001, 45, 649-59.
7. Abedon S.T.: Phage therapy dosing: the problem(s) with multiplicity of infection (MOI). „Bacteriophage”, 2016, 6, e1220348.
8. Abedon S.T.: Ecology of anti-biofilm agents II: bacteriophage exploitation and biocontrol of biofilm bacteria. „Pharmaceuticals”, 2015, 8, 559-89.
9. Abedon S.T.: Bacteriophage exploitation of bacterial biofilms: phage preference for less mature targets. „FEMS Microbiol Lett”, 363, 2016, 363.
10. Wommack K.E., Colwell R.R.: Virioplankton: viruses in aquatic ecosystems. „Microbiol Mol Biol Rev.”, 2000, 64, 69-114.
11. Wilhelm S.W., Suttle C.A.: Viruses and nutrient cycles in the sea. „Bioscience”, 1999, 49, 781-788.
12. Chaturongakul S., Ounjai P.: Phage-host interplay: examples from tailed phages and Gram-negative bacterial pathogens. „Front Microbiol.”, 2014, 5, 442.
13. Pingoud A.M. (red.): Restriction endonucleases. Springer Verlag, Berlin 2004.
14. Yosef I., Goren M. G., Qimron U.: Proteins and DNA elements essential for the CRISPR adaptation process in Escherichia coli. „Nucleic Acids Res.”, 2012, 40, 5569-5576.
15. Young R.: Phage lysis: three steps, three choices, one outcome. „J. Microbiol.”, 2014, 52, 243-258.
16. Masters M.: Generalized transduction. [In:] Escherichia coli and Salmonella Typhimurium. Cellular and Molecular Biology. 2nd Edition (Neidhardt F.C., Ed), ASM Press, Washington, DC 1996, 2442-2448.
17. Thierauf A., Perez G., Maloy S.: Generalized transduction. [In:] Bacteriophages: Methods and Protocols. Volume 1: Isolation, Characterization and Interactions. Humana Press, 2009, 267-286.
18. Lang A.S., Zhaxybayeva O., Beatty J.T.: Gene transfer agents: phage-like elements of genetic exchange. „Nat Rev Microbiol.”, 2012, 10, 472-482.
19. Hosseinidoust Z., van de Ven T.G.M., Tufenkji N.: Evolution of Pseudomonas aeruginosa virulence as a result of phage predation. „Appl. Environ. Microbiol.”, 2013, 79, 6110-6116.
20. Van Valen L.: A new evolutionary law. „Evol. Theory”, 1973, 1, 1-30.
21. Labrie S.J., Samson J.E., Moineau S.: Bacteriophage resistance mechanisms. „Nat Rev Microbiol.”, 2010, 8, 317-27.
22. Goldfarb T., Sberro H., Weinstock E. et al.: BREX is a novel phage resistance system widespread inmicrobial genomes. „EMBO J.”, 2015, 34, 169-83.
23. Nelson D.C. i wsp.: Endolysins as antimicrobials. „Advances in Virus Research”, 2012, 83, 299-365.
24. Loc-Carrillo C., Abedon S.T.: Pros and cons of phage therapy. „Bacteriophage”, 2011, 1, 111-114.
25. Abedon S.T. i wsp.: Phage treatment of human infections. „Bacteriophage”, 2011, 1, 66-85.
26. Lin D.M., Koskella B., Lin H.C.: Phage therapy: an alternative to antibiotics in the age of multi-drug resistance. „World J Gastrointest Pharmacol Ther.”, 2017, 8, 162-173.
27. van Langevelde P. i wsp.: Antibiotic-induced lipopolysaccharide (LPS) release from Salmonella Typhi: delay between killing by ceftazidime and imipenem and release of LPS. „Antimicrob Agents Chemother.”, 1998, 42, 739-743.
28. Chan B.K., Abedon S.T.: Phage therapy pharmacology. Phage cocktails. „Adv Appl Microbiol.”, 2012, 78, 1-23.
29. Edgar R. i wsp.: Reversing bacterial resistance to antibiotics by phage-mediated delivery of dominant sensitive genes. „Appl Environ Microbiol.”, 2012, 78, 744-51.
30. Latka A. i wsp.: Bacteriophage-encoded virion-associated enzymes to overcome the carbohydrate barriers during the infection process. „Appl Microbiol Biotechnol.”, 2017, 101, 3103-3119.
31. Castillo F.J., Bartell P.F.: Localization and functional role of the Pseudomonas bacteriophage 2 depolymerase. „J. Virol.”, 1976, 18, 701-708.
32. Majkowska-Skrobek G. i wsp.: Capsule targeting depolymerase, derived from Klebsiella KP36 phage, as a tool for the development of anti-virulent strategy. „Viruses”, 2016, 8, 324.
33. Mushtaq N. i wsp.: Treatment of experimental Escherichia coli infection with recombinant bacteriophage-derived capsule depolymerase. „J Antimicrob Chemother.”, 2005, 56, 160-165.
34. McCallum K.L., Laakso D.H., Whitfield C.: Use of a bacteriophage encoded glycanase enzyme in the generation of lipopolysaccharide O-chain deficient mutants of Escherichia coli O9:K30 and Klebsiella O1:K20: Role of O and K antigens in resistance to complement-mediated serum killing. „Can J Microbiol.”, 1989, 35, 994-999.
35. Borysowski J., Weber-Dąbrowska B., Górski A.: Bacteriophage endolysins as a novel class of antibacterial agents. „Exp Biol Med” (Maywood), 2006, 231, 366-377.
36. Yoong P. i wsp.: Identification of a broadly active phage lytic enzyme with lethal activity against antibiotic-resistant Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium. „J Bacteriol.”, 2004, 186, 4808-4812.
37. Resch G., Moreillon P., Fischetti V.A.: A stable phage lysin (Cpl-1) dimer with increased antipneumococcal activity and decreased plasma clearance. „Int J Antimicrob Agents.”, 2011, 38, 516-521.
38. Loeffler J.M., Nelson D., Fischetti V.A.: Rapid killing of Streptococcus pneumoniae with a bacteriophage cell wall hydrolase. „Science”, 2001, 294, 2170-2172.
39. Oliveira H. i wsp.: Structural and enzymatic characterization of ABgp46, a novel phage endolysin with broad anti-Gram-negative bacterial activity. „Front Microbiol.”, 2016, 7, 208.
40. Schmelcher M., Donovan D.M., Loessner M.J.: Bacteriophage endolysins as novel antimicrobials. „Future Microbiol.”, 2012, 7, 1147-11771.
41. Briers Y. i wsp. Engineered endolysin-based „Artylisins” to combat multi-resistant Gram-negative pathogens. „MBio”, 2014, 5, e01379-e01314.
42. Oliveira H. i wsp.: A thermostable Salmonella phage endolysin, Lys68, with broad bactericidal properties against Gram-negative pathogens in presence of weak acids. „PLoS One”, 2014, 9, e115267.
43. Fischetti V.A.: Bacteriophage endolysins: anovel anti-infective to control Gram-positive pathogens. „Int J Med Microbiol.”, 2010, 300, 357-362.
44. Ramachandran G.: Gram-positive and Gram-negative bacterial toxins in sepsis. „Virulence”, 2014, 5, 213–218.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-8b01062f-c720-4096-b9a1-5f71e032cdd0