Spotlight julkaisu: Applied and Environmental Microbiology –lehti nosti esiin vuoden ensimmäisessä numerossa artikkelin, jossa raportoitiin kaksoiskomponenttijärjestelmän CLO3403/CLO3404 keskeinen merkitys Clostridium botulinumin tyypin E kylmänsiedossa.

Tyypin E aiheuttamat botulismiepidemiat liittyvät usein C. botulinum –bakteereilla saastuneisiin tyhjiöpakattuihin lämminsavukaloihin, joissa ei ole pystytty estämään bakteerin itiöiden germinaatiota ja bakteerin kasvua väärien säilytyslämpötilojen takia. Mascher ym. (Appl. Environ. Microbiol. 2014, 80, 399 – 407) osoittivat kaksoiskomponenttijärjestelmän keskeisen merkityksen C. botulininumin tyypin E kylmäsokkivasteessa ja bakteerin kasvussa alhaisessa lämpötilassa. Tämän tärkeän elintarvikepatogeenin kylmänsiedon mekanismien ymmärtäminen voi tuoda uusia oivalluksia botulismiepidemioiden torjuntaan ja uusien valvontakeinojen kehittämiseen.

C. botulinum tyyppi E esiintyy yleisesti Itämeren ja Suomen järvien pohjasedimentissä. Tekijät (Gerald Mascher, Yağmur Derman, David G. Kirk, Eveliina Palonen, Miia Lindström and Hannu Korkeala) pystyivät ensimmäistä kertaa rakentamaan C. botulinum tyyppi E:n mutantteja. CLO3403/CLO3404-kaksoiskomponenttijärjestelmän kinaasi- tai säätelygeenin inaktivointi heikensi merkittävästi bakteerin kasvua ja kinaasigeenin inaktivointi esti myös liikkuvuuden. Geenien komplementaatio palautti kasvun ja liikkuvuuden osoittaen kyseisen kaksoiskomponenttijärjestelmän merkityksen C. botulinum tyyppi E:n kylmänsiedossa. Kyseisen kaksoiskomponenttijärjestelmän vaikutusmekanismin tarkempi selvitys on käynnissä.

Tutkimus suoritettiin Suomen Akatemian mikrobiologisen elintarviketurvallisuustutkimuksen huippuyksikössä professori Hannu Korkealan tutkimusryhmässä. Tutkimusta rahoittivat lisäksi Finnish Graduate School on Applied Bioscience, Suomen eläinlääketieteen säätiö, EU:n seitsemäs puiteohjelma FP7/2007-2013 (grant 237942) ja Helsingin yliopiston eläinlääketieteen tohtoriohjelma.

Linkki julkaisuun: http://aem.asm.org/content/80/1/1.full

Opintoasiaintoimikunta pyysi eläinlääketieteellisen tiedekunnan opettajia nimeämään lähiyhteisöstään sellaisen opettajan, joka on esimerkillisellä tavalla edistänyt hyvää opetus- ja oppimisilmapiiriä ja opettajien yhteistoimintaa.

Eniten mainintoja sai elintarvikehygienian ja ympäristöterveyden osaston yliopistonlehtori Riikka Keto-Timonen, jota opettajat kuvasivat mm. seuraavasti:

”Raskaasta opetusrupeamasta huolimatta Riikka tuo positiivisuutta opetus- ja varmasti myös oppimisilmapiiriin.”

”Riikka on saanut uudet opettajat sujuvasti mukaan opetukseen ja kurssin toimintaan.”

”Valtavasta työtaakasta huolimatta Riikka on saanut opetuksen toimimaan ja hyvää palautetta opiskelijoilta.”

”Opettaja, josta tiedekunnan kannattaa pitää kiinni.”

Elintarvikevälitteinen taudinaiheuttaja, Clostridium botulinum -bakteeri voi elintarvikkeessa kasvaessaan tuottaa voimakkainta tunnettua biologista myrkkyä, botulinumneurotoksiinia. Elimistöön päästyään toksiini sitoutuu motorisiin hermopäätteisiin estäen hermoimpulssin välittymisen lihakseen, jonka seurauksena on etenevä velttohalvaus. Tämä botulismina tunnettu vakava sairaus voi hoitamattomana johtaa kuolemaan hengityslihasten lopulta halvaantuessa. ELL Elias Dahlsten selvittää väitöstutkimuksessaan C. botulinum -tyyppikannan ATCC 3502 hyödyntämiä geneettisiä mekanismeja elintarvikkeiden prosessoinnissa ja säilytyksessä selviytymiseen. Dahlsten keskittyy bakteerin elintarvikkeissa kohtaamiensa epäsuotuisien ympäristöolosuhteiden, erityisesti alhaisen lämpötilan, havaitsemiseen ja niihin sopeutumiseen. Lisäksi Dahlsten tutkii kannan itiöinnin geneettistä säätelyä.

C. botulinum muodostaa erittäin kestäviä lepomuotoja eli itiöitä, joita esiintyy yleisesti ympäristössä ja siten myös elintarvikkeiden raaka-aineissa. Itiöiden riittävä tuhoaminen elintarvikkeista vaatii erittäin voimakasta lämpökäsittelyä; kuluttajien mieltymysten vuoksi tällaiset käsittelyt ovat kuitenkin epätoivottuja. Taudinaiheuttajien eli patogeenien lisääntyminen elintarvikkeissa pyritäänkin usein estämään yhdistämällä useita lievempiä käsittelyjä ja olosuhteita, joista tärkein on alhainen säilytyslämpötila. Ymmärrys patogeenisten bakteerien tavoista selviytyä näistä esteistä on tärkeää tehokkaiden elintarviketurvallisuuden hallintakeinojen kehittämiseksi. Tästä huolimatta, tutkimustieto keinoista joiden avulla C. botulinum pystyy selviämään ja sopeutumaan elintarvikeprosessien olosuhteisiin on vaillinaista, eikä sen itiöintikoneistoa ei ole aiemmin tutkittu lainkaan.

Koko genomin tasolla tehdyssä geenien ilmentymisanalyysissa Dahlsten havaitsi kohdennetun nopean vasteen lämpötilan laskuun, sekä kattavan aineenvaihdunnan uudelleenjärjestelyn pidempiaikaisen kylmäaltistuksen seurauksena. Useita muilla bakteereilla kylmässä aktivoituvia ja niiden kylmänsiedossa tärkeiksi osoitettuja mekanismeja aktivoitui myös C. botulinumilla, näin ollen näillä mekanismeilla saattaa olla merkitystä myös C. botulinumin kylmänsiedossa.  Dahlsten havaitsi, että kylmäaltistuksen seurauksena rasvahapposynteesiin, hapetus-pelkistystasapainoon, hapettavaan stressiin sekä raudan kuljetukseen ja varastointiin todennäköisesti liittyvien geenien ilmentyminen kasvoi. Dahlstenin mukaan nämä tulokset antavat viitteitä toissijaisen hapettavan stressin ja siltä suojautumiseen tarkoitettujen mekanismien roolista kylmänsiedossa tällä taudinaiheuttajalla. Lisäksi Dahlstenin tutkimuksessa osoitetaan kahden aiemmin karakterisoimattoman geenien ilmentymistä säätelevän tekijän (CBO0477 ja CBO0558A) merkitys kylmänsiedossa.

Dahlsten osoittaa tutkimuksessaan, että geeni-ilmentymistä säätelevän niin kutsutun kaksoiskomponenttijärjestelmä CBO0366/CBO0365:n ilmentyminen lisääntyi kylmässä, ja toteaa sen olevan välttämätön kannan kasvulle alhaisessa lämpötilassa. Dahlstenin tutkimuksessa osoitetaan sen suoraan säätelevän useita aineenvaihduntareittejä kuten asetoni-butanoli-etanoli (ABE)-käymiseen, arseeninsietoon ja fosfaatin kuljetukseen liittyviä mekanismeja, joiden tässä tutkimuksessa havaittiin ensimmäistä kertaa liittyvän bakteerien kylmänsietoon. Lisäksi säätelytekijä SigK:lla havaittiin olevan kaksoisrooli sen ollessa C. botulinumille välttämätön sekä itiönmuodostuksen alkuvaiheessa että kasvussa alhaisessa lämpötilassa ja korkeassa suolapitoisuudessa.

ELL Elias Dahlsten väitteli eläinlääketieteellisessä tiedekunnassa Helsingin yliopistossa pe 20.12.2013 klo 12 aiheesta: ”Genetic mechanisms of stress response and sporulation in Clostridium botulinum”.
Tutkimus kuuluu elintarvikehygienian alaan. Kustoksena toimi professori Hannu Korkeala.

Väitöskirjan elektroninen versio: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-9643-3

ELINTARVIKKEIDEN VÄLITYKSELLÄ LEVIÄVIEN PATOGEENISTEN MIKROBIEN MOLEKYYLIBIOLOGINEN DETEKTIO

Aika ja paikka: 17.-21.3.2014, Viikki, EE-talo, Agnes Sjöbergin katu 2, Helsinki
Järjestäjä: HY, ELTDK, elintarvikehygienian ja ympäristöterveyden osasto
Sisältö: Kurssilla perehdytään elintarvikehygieenisesti merkittävien mikrobien molekyylibiologisiin osoitusmenetelmiin. Pääpaino on reaaliaikaisilla PCR-menetelmillä. Kurssi koostuu pääosin luennoista ja harjoitustöistä, lisänä kirjallisuuteen tutustumista (esitehtävä), esityksiä sekä kirjallinen tehtävä. Kurssi pidetään englanniksi (Molecular methods for detection of foodborne pathogens). Luennoitsijoita saapuu Pohjoismaista ja Baltiasta.

Kohderyhmä: Eläinlääketieteen opiskelijat ja valmiit eläinlääkärit
Hinta:  450 € koko kurssi tai 100 €/päivä.  Eläinlääketieteen perus- ja jatko-opiskelijoille maksuton.

Lisätietoja: Leena Maunula, leena.maunula@helsinki.fi.

Ilmoittautuminen: 17.2.2014 mennessä e-lomakkeella https://elomake.helsinki.fi/lomakkeet/47156/lomake.html, perus- ja jatko-opiskelijat ovat etusijalla

Osallistujamäärä: max. 25 opiskelijaa