Untersuchungen zur Identifikation, Transkription und Regulation der reduktiven Dehalogenasegene von Dehalococcoides sp.

Abstract

Die reduktive Dechlorierung ist der einzige bekannte Abbauweg für chlorierte aromatische Verbindungen unter anaeroben Bedingungen. Dehalococcoides sp. Stamm CBDB1 nutzt chlorierte Benzole oder Dioxine als terminalen Elektronenakzeptor in einem anaeroben Atmungsprozess, der als Dehalorespiration bezeichnet wird. Eine Analyse der Genomsequenz zeigte die Existenz von 32 reduktiven Dehalogenasegenen (rdhA). Um die Transkription aller rdhA Gene des Stammes CBDB1 zu untersuchen, wurde ein Ansatz basierend auf reverser Transkription (RT), terminalem Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus (t-RFLP) und quantitativer PCR (qPCR) entwickelt. Der RT-PCR t-RFLP und qPCR Ansatz zeigte die Induktion aller 32 rdhA Gene des Stammes CBDB1 in Gegenwart von 1,2,3- und 1,2,4-Trichlorbenzol (TrCB). Das höchste Transkriptionsniveau aller untersuchten rdhA Gene besaß das für eine Chlorbenzoldehalogenase kodierende Gen cbrA nach Induktion mit beiden Trichlorbenzolen. Während die überwiegende Zahl der rdhA Gene in ähnlicher Weise auf die Induktion mit 1,2,3- und 1,2,4-TrCB reagierte, zeigten drei rdhA Gene (cbdbA1624, 1453, 187) differentielle Unterschiede im Transkriptionsniveau in Abhängigkeit vom verwendeten Elektronenakzeptor. Nach Kultivierung mit 2,3-Dichlordibenzo-p-dioxin (DCDD) ergaben RT-PCR t-RFLP Analysen eine Induktion von 29 rdhA Genen des Stammes CBDB1. In qPCR Analysen zeigte cbrA das höchste Transkriptionsniveau der analysierten rdhA Gene. In Gegenwart von 1,3-DCDD, welches nur kometabolisch umgesetzt wird, wurden die rdhA Gene des Stammes CBDB1 nicht induziert. Nach Identifikation des Transkriptionsstartpunktes des differentiell transkribierten Gens cbdbA1624 durch primer extension ergaben Analysen des Promotorbereichs σ70 ähnliche Promotorstrukturen. Die Untersuchung zur Interaktion des putativen MarR-Typ Regulators CbdbA1625 mit dem Promotorbereich von cbdbA1624 zeigte eine spezifische Bindung.