Burkholderia rhizoxinica (2014) (pdf, 91 KB, nicht barrierefrei)

Az. 45241.0131
Februar 2014
Empfehlung der ZKBS zur Risikobewertung von Burkholderia rhizoxinica
als Spender- oder Empfängerorganismus
gemäß § 5 Absatz 1 GenTSV
Allgemeines
Bei Burkholderia rhizoxinica handelt es sich um einen Vertreter der Gattung Burkholderia.
Diese aeroben, Gram-negativen, stäbchenförmigen und beweglichen Bakterien zeichnen sich
durch die Kolonisierung von Umweltnischen aus. B. rhizoxinica im Besonderen stellt dabei einen intrazellulären Symbiose-Partner des saprotrophen Pilzes Rhizopus microsporus dar [1].
Dieser ist ubiquitär verbreitet und auch als Erreger der asiatischen Reis-Keimlingsfäule beschrieben [2, 3]. Neben der Pathogenität für Pflanzen sind auch humane Infektionen mit dem
Pilz bei Personen mit prädisponierenden Faktoren beschrieben [4]. Rhizopus microsporus
wird gemäß § 5 Abs. 1 i. V. m. Anhang I GenTSV als Spender- und Empfängerorganismus der
Risikogruppe 2 zugeordnet [5].
Burkholderia rhizoxinica kontrolliert die Sporulation des Pilzes und synthetisiert Rhizoxin, ein
Makrolid mit antimitotischer Aktivität für eukaryote Zellen [3]. Rhizoxin wird von R. microsporus
abgegeben und hemmt durch Bindung an das Reis-β-Tubulin dessen Polymerisierung und
somit auch das Wurzel-Wachstum von Reis-Keimlingen. Die Pflanze stirbt ab, und die freigesetzten Nährstoffe werden von den beiden Symbiosepartnern aufgenommen und für das eigene Wachstum genutzt [2, 3]. Der Pilz selbst weist eine Mutation im β-Tubulin auf, wodurch
die Bindestelle für das Rhizoxin zerstört wurde.
Verglichen mit anderen Vertretern der Gattung Burkholderia ist das Genom von B. rhizoxinica
relativ klein und spiegelt die Adaptation an die intrazelluläre Lebensweise des Bakteriums wider. Auch wenn eine metabolische Anpassung erkennbar ist, sind die Gene für die Biosynthese z. B. von Aminosäuren und Ko-Faktoren vorhanden [6]. Dies ermöglicht eine Pilzunabhängige Kultivierung der Bakterien unter geeigneten Wachstumsbedingungen wie hoher
Luftfeuchtigkeit, Temperaturen zwischen 16 und 45 °C, neutralen pH-Werten (5,0 - 7,4) und
NaCl-Konzentrationen von maximal 2 % (w/v) [1]. Bis zu seiner Identifizierung wurde das Bakterium nicht mit humanen Erkrankungen assoziiert. In ersten Analysen von klinischen Proben
(Blut, Wunde) ließen sich die Bakterien jedoch mithilfe von 16S rRNA-Sequenzierung nachweisen [7].
Das Bakterium wird in den Technischen Regeln für biologische Arbeitsstoffe (TRBA466) der
Risikogruppe 1 „T“ zugeordnet, wobei das „T“ für Toxinbildner steht [8].
BVL_FO_05_4100_402_V1.0
Empfehlung
Nach § 5 Abs. 1 GenTSV i. V. m. den Kriterien im Anhang I GenTSV wird Burkholderia rhizoxinica als Spender- und Empfängerorganismus für gentechnische Arbeiten der Risikogruppe 2 zugeordnet.
1
Begründung
Bei Burkholderia rhizoxinica handelt es sich um einen Symbiosepartner eines Schimmelpilzes,
welcher als opportunistischer Krankheitserreger der Risikogruppe 2 zugeordnet wird. Das ursprünglich als Mykotoxin beschriebene Rhizoxin wird dabei vom Bakterium synthetisiert. Das
Toxin weist eine antimitotische Aktivität auf und ist als Virulenzfaktor des Pilzes beschrieben.
Auch wenn eine durch das Bakterium verursachte Erkrankung nicht belegt ist, sind die Bakterien in klinischen Proben nachweisbar. Aufgrund der taxonomischen Verwandtschaft, charakterisierter Wachstumsbedingungen und Nährstoffansprüche kann eine Pathogenität für den
Menschen nicht ausgeschlossen werden.
Literatur
1. Partida-Martinez LP, Groth I, Schmitt I, Richter W, Roth M, Hertweck C (2007). Burkholderia
rhizoxinica sp. nov., bacterial endosymbionts of the plant-pathogenic fungus Rhizopus
microsporus. IUMS 57:2583-2590.
2. Partida-Martinez LP & Hertweck C (2005). Pathogenic fungus harbours endosymbiotic bacteria
for toxin production. Nature 437:884-888.
3. Sato Z, Noda T, Matsuda I, Iwasaki S, Kobayashi H, et al. (1983). Studies on rhizoxin, a phytotoxin produced by Rhizopus chinensis causing rice seedling blight. Annu Phytopathol Soc Japan
49:128.
4. Cheng VCC, Chan JFW, Ngan AHY, To KKW, Leung SY, Tsoi HW, Yam WC, Tai JWM, Wong
SSY, Herman T, Li IWS, Lau SKP, Woo PCY, Leung AYH, Lie AKW, Liang RHS, Que TL, Ho
PL, Yuen KY (2009). Outbreak of intestinal infection due to Rhizopus microsporus. Clin Microbiol
47(9): 2834–2843.
5. Liste risikobewerteter Spender- und Empfängerorganismen für gentechnische Arbeiten vom
5. Juli 2013.
6. Lackner G, Moebius N, Partida-Martinez LP, Boland S, Hertweck C (2011). Evolution of an
endofungal Lifestyle: Deductions from Burkholderia rhizoxinica Genome. BMC Genomics 12:210.
7. Gee JE, Glass MB, Lackner G, Helsel LO, Daneshvar M, Hollis DG, Jordan J, Morey R,
Steigerwalt A, Hertweck C (2011). Characterization of Burkholderia rhizoxinica and
B. endofungorum isolated from clinical specimens. PLoS one 6(1):e15731.
BVL_FO_05_4100_402_V1.0
8. Einstufung von Prokaryonten (Bacteria und Archaea) in Risikogruppen (TRBA 466) Ausgabe:
Dezember 2010 zuletzt ergänzt: GMBl. Nr. 15-20 vom 25. April 2012, S. 380.
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