Μελέτη της γονιδιακής έκφρασης κυττάρων Salmonella Typhimurium κατά την επιβίωση και ανάπτυξη σε φυτικό ιστό in vitro και in situ

Abstract

Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή μελετήθηκε η ανάπτυξη του μικροοργανισμού Salmonella enterica serovar Typhimurium σε διάφορα θρεπτικά μέσα ανάπτυξης στους 20°C και στους 10°C. Τα μέσα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν το εργαστηριακό υπόστρωμα LB σε υγρή (Broth) και στερεή μορφή (LB Agar) σε μήτρα ανάπτυξης (gel cassette), εκχύλισμα ρόκας σε υγρή και στερεή μορφή και φυτικός ιστός ρόκας. Επιπλέον, μελετήθηκε η γονιδιακή έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με το σχηματισμό βιοϋμενίων, παθογένειας και άλλων λειτουργικών ρόλων υπό τις συνθήκες αυτές με την τεχνική αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμέρασης πραγματικού χρόνου (Real Time PCR). Με βάση τα αποτελέσματα βρέθηκε να υπάρχει αναστολή της ανάπτυξης του μικροοργανισμού Salmonella Typhimurium όταν αναπτύχθηκε σε εκχύλισμα ρόκας (υγρή και στερεή μορφή) και όταν αναπτύχθηκε απευθείας στο φυτικό ιστό στους 20°C και στους 10°C. Αυτή η αναστολή μπορεί να οφείλεται στη στέρηση θρεπτικών συστατικών στα συγκεκριμένα μέσα ανάπτυξης λόγω παραλλακτικότητας του φυτικού ιστού, στη φυσιολογία που παρουσιάζει το κύτταρο και στις αντιμικροβιακές ουσίες που περιέχει ο φυτικός ιστός της ρόκας. Από τον έλεγχο έκφρασης γονιδίων – στόχων βρέθηκε πως ήταν δυνατός ο σχηματισμός βιοϋμενίου στα θρεπτικά μέσα στερεής μήτρας ανάπτυξης, πως η είσοδος του μικροοργανισμού και η προσκόλληση του εντός της φυτικής επιφάνειας πραγματοποιήθηκε ισχυρότερα μέσω των στοματίων του φυτικού ιστού και πως στους 20°C στα δείγματα όπου κυριαρχούσε το βιοϋμένιο υπερεκφράστηκαν τα γονίδια που σχετίζονται με τη διαχείριση καταστάσεων καταπόνησης. Από τα αποτελέσματα αυτά, κρίνεται απαραίτητη η περαιτέρω μελέτη αναφορικά με την ανάπτυξη και τη γονιδιακή έκφραση των βιοϋμενικών κυττάρων με απώτερο σκοπό την εξάλειψη του συγκεκριμένου παθογόνου βακτηρίου και τη μείωση των τροφιμογενών λοιμώξεων που αυτό προκαλεί.

In the present thesis, the growth of the microorganism Salmonella enterica serovar Typhimurium was studied at different growth media at 20°C and at 10°C. The used media were the growth medium LB in liquid (Broth) and solid state (LB Agar) in gel cassette, rocket extract in liquid and solid state and rocket tissue. Furthermore, the expression of genes associated with biofilm formation, pathogenicity and other functional roles in these conditions was investigated using the Real-Time polymerase chain reaction technique (Real Time PCR). Results showed that the growth of the microorganism Salmonella Typhimurium is inhibited when developed in rocket extract (liquid and solid state) and when grown directly to rocket tissue at 20°C and at 10°C. This inhibition might be attributed to nutrient starvation to the specific growth media because of plant tissue’s variability, cell physiology and antimicrobial compounds of rocket tissue. Gene expression study showed that there was biofilm formation at gel cassettes, that the entrance and adhesion of the microorganism within the plant surface held more strongly through the stomata of the plant tissue and that at 20°C the samples that dominated biofilm form overexpressed genes associated with managing stress situations. From these results, it is indicated that further study on the development and gene expression of biofilm cells is necessary in order to eliminate the specific pathogen and reduce the food-borne diseases it causes.