Abstrakt

Auswirkungen der Mikrogravitation auf den Phänotyp, das Genom und das Transkriptom von Streptococcus pneumoniae

Jia Li, Yinghua Guo, Guogang Xu, Xuelin Zhang, Lei Pan, Hong Zhong, Chou Xu, Changting Liu

Ziel: Mikrogravitation kann pathogene Bakterien beeinflussen, indem sie ihre verschiedenen biologischen Eigenschaften verändert. Wie Mikrogravitation jedoch Streptococcus pneumoniae beeinflusst und welche Mechanismen dabei eine Rolle spielen, ist noch unklar. Methoden: Ein mehrfach medikamentenresistenter Streptococcus pneumoniae- Stamm wurde 16 Stunden lang in einer Mikrogravitations- oder Schwerkraftumgebung kultiviert. Anschließend wurden verschiedene phänotypische Tests durchgeführt, darunter solche für Morphologie, Wachstumskurven, Biofilmbildung und Säure- und Basenstress. Eine kombinierte genomische und transkriptomische Analyse wurde durchgeführt. Ergebnisse: Im Vergleich zur Schwerkraft und dem Elternstamm änderten sich Morphologie, Wachstumskurve und Biofilmbildung des Mikrogravitationsstamms nicht, während der Mikrogravitationsstamm eine erhöhte Resistenz gegen schwache Säure- und Basenlösungen aufwies und die Fähigkeit verlor, Glucuronamid zu nutzen. Vergleichende genomische und transkriptomische Analysen zeigten, dass der Mikrogravitationsstamm Veränderungen in der Genexpression aufwies, die mit Stoffwechsel, Zellwand/-kapsel und Zellabwehrmechanismen zusammenhängen. Schlussfolgerung: Unsere Studie zeigt, dass die Mikrogravitation einen erheblichen Einfluss auf den Stoffwechsel und die Anpassungsfähigkeit von Streptococcus pneumoniae hat. Diese Bakterien weisen eine große Flexibilität und Anpassungsfähigkeit auf, um durch die Regulierung mehrerer physiologischer Funktionen und zellulärer Prozesse erfolgreich zu überleben. Sie könnte zu neuen Erkenntnissen über die Weltraummikrobiologie führen.