The biology of filamentous phage infection - implications for display technology

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Det finns ett stort behov av molekyler eller reagenser för korrekt och snabb diagnos och/eller behandling av sjukdom. På laboratorier används särskilda verktyg för att ta fram sådana reagenser. Verktygen utgörs ibland av levande organismer, som t ex bakterier och virus, och kallas bioteknologiska verktyg. Ett av dessa verktyg baseras på användandet av en speciell typ av trådlikt bakterievirus (fag). Om vi kan lära oss mer om samspelet mellan bakterie och fag, skulle detta verktyg kunna utvecklas så att processen att finna de eftersökta molekylerna för diagnos och terapi effektiviseras. I den här avhandlingen, som bygger på fyra vetenskapliga originalartiklar, har jag beskrivit den trådlika fagens biologi samt undersökt möjligheterna att utveckla den teknologi som heter “fag-display”. Detta har jag gjort dels genom att utvärdera en variant av fag-display-teknologin som benämns “selektiv infektion” och dels genom att studera fagens mekanism för infektion av bakterien. Mina resultat visar att verktyget “selektiv infektion” har egenskaper som gör det lämpligt för att hitta proteinlika molekyler som binder starkt till målmolekyler (exempelvis en markör för en sjukdom), något man med traditionell fag-display-teknologi inte alltid klarar av att göra. De övriga studierna har gällt fagens infektionsförlopp, som jag har studerat m h a tre olika metoder. I en studie dissekerade jag de två proteiner som är inblandade i infektionsförloppet. Det ena proteinet (pIII) härrör från fagen och det andra (TolA) är ett bakterieprotein. Resultaten visade på flertalet interaktioner mellan olika delar av de två proteinerna, varav några varit hittills okända. I en annan studie introducerades mutationer i bakterieproteinet TolA, varefter den kvarvarande funktionen i mutanterna mättes. De flesta mutanterna som isolerades hade behållit funktionen som fag-receptor men förlorat sin huvudsakliga funktion; att hålla samman cellmembranet. Därmed visades att TolA:s olika funktioner grundar sig i helt olika mekanismer. Slutligen studerades hur bakteriecellens genreglering förändrades i samband med fag-infektion. För detta användes mikromatriser som kan mäta genuttryck i hela organismer. Mikromatrisanalysen gav indikationer på att fagen påverkat uttrycket av vissa bakteriella gener som dittills inte satts i samband med fag-infektion. Generellt kan studier om fagens infektionsmekanism bidra till att öka förståelsen av de processer där bakterier fångar upp nya genetiska element och omvandlas till sjukdomsframkallande bakterier.