Integration of genes encoding fluorescent proteins into the Staphylococcus aureus chromosome

Gronkowiec złocisty (łac. Staphylococcus aureus) zasiedlający głównie skórę i błony śluzowe ludzi i zwierząt jest oportunistycznym patogenem, wywołującym wiele infekcji i zagrażających życiu chorób. Zdolność syntezy szerokiej gamy czynników wirulencji, ale także wysoki poziom antybiotykooporności stanowią przyczyny częstych niepowodzeń walki z patogenem. Geny kodujące białka reporterowe umożliwiają bezpośrednie monitorowanie ekspresji genów, oddziaływań gronkowca złocistego z gospodarzem, mechanizmów warunkujących antybiotykooporność i wirulencję np. formowanie biofilmów, a także wpływu różnych substancji i czynników środowiskowych na bakterie. Celem pracy było wintegrowanie do chromosomu dwóch reprezentatywnych szczepów gronkowca złocistego S. aureus SH1000 i S. aureus Newman, kaset ekspresyjnych zawierających geny reporterowe białek fluorescencyjnych - cyjanowej (ang. CFP, cyan fluorescent protein) i zielonej fluorescencji (GFP, ang. green fluorescent protein). W toku przeprowadzonych prac zoptymalizowano protokół służący integracji do chromosomu genów kodujących białka fluorescencyjne oraz uzyskano rekombinanty dwóch szczepów i dwóch plazmidów, które stanowić będą narzędzie wykorzystywane w badaniach gronkowca złocistego. Obecność białka fluorescencyjnego w chromosomie ułatwi szybką, bezpośrednią wizualizację badanych procesów.

Staphylococcus aureus is an opportunistic pathogen inhabiting the skin and mucous membranes of humans and animals, constituting the reason of many infections and life-threatening diseases. The ability to synthesize a wide range of virulence factors, as well as a high level of antibiotic resistance are the main reasons of failures in the fight with the pathogen. Genes encoding reporter proteins allow direct monitoring of interactions between the pathogen and the host, monitoring of mechanisms determining the antibiotic resistance and the virulence (e.g. biofilm formation), monitoring of gene expression, and of the impact of various substances and environmental factors on bacteria. The aim of the study was to integrate into the chromosome of two representative strains of Staphylococcus aureus, S. aureus SH1000, and S. aureus Newman, expression cassettes containing reporter genes of cyan fluorescence proteins (CFP) and green fluorescence proteins (GFP). In the course of presented work, the protocol for the integration of the genes encoding fluorescent proteins into the chromosome was optimized and two strains and two plasmids were combined and became a tool used in the studies of Staphylococcus aureus. The presence of fluorescent protein in the chromosome will facilitate quick, direct visualization of the studied processes.