Miscellaneous

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University of Groningen
Engineering approaches to investigate pneumococcal gene expression regulation and
antibiotic resistance development
Sorg, Robin
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Document Version
Publisher's PDF, also known as Version of record
Publication date:
2016
Link to publication in University of Groningen/UMCG research database
Citation for published version (APA):
Sorg, R. (2016). Engineering approaches to investigate pneumococcal gene expression regulation and
antibiotic resistance development [Groningen]: Rijksuniversiteit Groningen
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Download date: 18-05-2017
Dutch Summary
Nederlandse Samenvatting
Bacteriën en microbiota
Bacteriën zijn de meest oorspronkelijke vorm van leven, maar desalniettemin veruit de
succesvolste. Het gebruik van de verzamelterm bacteriën is misleidend, omdat de
verwantschap tussen twee willekeurig gekozen bacteriestammen vaak kleiner is dan de
verwantschap tussen mens en cactus. Bacteriën worden vooral waargenomen wanneer zij
problemen als infectieziekten veroorzaken, maar desondanks spelen ze in het algemeen een
positieve rol bij de menselijke gezondheid. Op de huid en slijmvliezen en in het
spijsverteringskanaal leeft een verscheidenheid aan bacteriën die qua aantallen gelijkwaardig
zijn aan de lichaamseigen cellen. Deze bacteriën, de zogenaamde microbiota, leveren een
bijdrage aan vitale processen als de spijsvertering, de verdediging tegen pathogenen en de
stimulatie van het immuunsysteem. De coëxistentie van mens en microbiota is het resultaat
van een millennia durende evolutionaire wisselwerking. Enerzijds worden bacteriën die zich
niet kunnen verdedigen tegen het immuunsysteem geleidelijk uitgeroeid. Anderzijds zorgen
de bacteriën die het immuunsysteem permanent overbelasten voor het overlijden van de
drager en verkleinen daarmee hun eigen kans op voortbestaan. De beschreven
selectieprocedure moet niet gezien worden als een afgerond proces, maar als een
voortdurend uitbalanceren van de machtsverhoudingen tussen mens en microbiota.
Pneumokokken en infectieziekten
De pneumokok is een voorbeeld van een dergelijke bacterie die zich reeds gedurende
millennia in een wisselwerking van wederzijdse aanpassingen met de mens bevindt. Ze leven
in de nasofarynx (de neuskeelholte) en komen voor bij bijna alle kinderen en bij ongeveer
één op de tien volwassenen. Pneumokokken kunnen van mens op mens worden
overgedragen via druppels speeksel, bijvoorbeeld bij hoesten of niezen. Over het algemeen
veroorzaken ze geen problemen; dragers zijn zich niet bewust van hun aanwezigheid en
hebben geen klachten. Bij een onontwikkeld immuunsysteem, of bij een immuundeficiëntie
kan de pneumokok echter van een onschuldige bewoner in een potentieel dodelijk
pathogeen veranderen. Hierbij is het cruciaal dat de bacterie niet voldoende wordt
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MISCELLANEOUS
gehinderd tijdens zijn verspreiding in de drager. In dat geval kan hij vanuit de nasofarynx
ook de steriele aangrenzende weefsels en organen als het middenoor (otitis media,
middenoorontsteking), de sinus (sinusitis, bijholteontsteking) en via de luchtwegen ook de
longen (pneumonia, longontsteking) bereiken. Bovendien kan de bloedstroom besmet raken
(sepsis, bloedvergiftiging) en via deze weg ook de hersenvliezen (meningitis,
hersenvliesontsteking). Interessant is dat geen van de beschreven ziektebeelden een verdere
verspreiding van de bacterie bevordert. Acute infecties met pneumokokken veroorzaken elk
jaar meer dan een miljoen doden, die vooral bij zuigelingen in derdewereldlanden worden
waargenomen.
Antibiotica en weerstand
In westerse landen worden pneumokokken voor een aanzienlijk lager aantal sterfgevallen
verantwoordelijk gehouden. Dit is vooral te verklaren door een betere toegang tot preventie
en behandeling, zoals vaccinatieprogramma's en antibioticaverstrekking. Echter, juist
antibiotica worden steeds minder effectief vanwege een dramatische toename van resistentie
in vele pathogenen, waaronder de pneumokok. Er wordt voorspeld dat antibioticaresistentie
de menselijke gezondheid in acuut gevaar zal brengen wanneer we in de nabije toekomst
geen gebruik meer kunnen maken van behandelingsmethoden die tegenwoordig nog
effectief zijn. Het begrijpen van resistentie en de verspreiding ervan is dan ook een
wetenschapsgebied van groot belang en een deel van dit proefschrift is gewijd aan dit
onderwerp.
Resistenties
verrijken
zich
in
een
specifiek
venster
van
antibioticumconcentraties, waarin de meerderheid van de bacteriën onderdrukt wordt en
alleen bacteriën met een gunstige mutatie kunnen groeien. We hebben het effect van deze
concentratievensters op pneumokokken systematisch onderzocht met verscheidene gangbare
antibiotica. Met behulp van microscopie waren we in staat om de fatale gevolgen van de
behandeling met antibiotica te volgen in time-lapse video’s. We ontdekten daarbij dat
bacteriën met dezelfde genetisch oorsprong een verschillende antibioticagevoeligheid
kunnen hebben en dat het voorkomen van individuele tolerante bacteriën een beslissende
invloed op de ontwikkeling van genetische resistentie hebben. Voorts konden we een
speciaal resistentiemechanisme identificeren, waarbij in gemengde bacteriepopulaties,
genetisch gevoelige bacteriën beschermd worden door genetisch resistente bacteriën. Dit
resulteert in het risico dat de aanwezigheid van resistentie bij schadeloze bacteriën in de
microbiota de behandeling van niet-resistente pathogenen bemoeilijkt.
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DUTCH SUMMARY
Synthetische biologie
Daarnaast focust dit proefschrift zich op fundamenteel onderzoek om genregulatie door
pneumokokken te begrijpen, onder andere met betrekking tot de ontwikkeling van
pathogene verschijningsvormen. Ziekmakende bacteriën van de lichaamseigen microbiota
zijn eigenlijk paradoxaal, omdat verzwakte dragers minder sociale contacten onderhouden
waardoor de kans op verspreiding van de bacteriën kleiner wordt. Niettemin moeten
bacteriën van de microbiota tot op zekere hoogte in staat zijn het immuunsysteem te
weerstaan om te overleven in het menselijk lichaam. Dit wordt gewaarborgd door specifieke
genen die als virulentiefactoren worden aangemerkt. Pneumokokken kunnen deze genen
"aan- en uitzetten", zodat een veelvoud aan onderscheidbare individuele cellen
geproduceerd wordt, die door het immuunsysteem op verschillende manieren bestreden
moet worden. In het laboratorium is het moeilijk om de invloed van dergelijke
differentiatiepatronen te onderzoeken, omdat het onmogelijk is het complexe milieu in het
menselijk lichaam exact na te bootsen. Een alternatieve benadering is om kunstmatig
regulerende netwerken te bouwen die reageren op signalen die gemakkelijk in het
laboratorium te controleren zijn. Deze benadering vertegenwoordigt een ingenieursaanpak
binnen de moleculaire biologie en valt onder de synthetische biologie. In dit proefschrift
beschrijven we de opbouw van eenvoudige kunstmatige reguleringseenheden en hun
functionaliteit. Hiermee is een basis voor de synthetische biologie in pneumokokken gelegd,
waarop andere studies kunnen voortbouwen. In het kader van het beter begrijpen van
ziekteverwekkers kunnen zo effectievere behandelmethodes worden ontwikkeld.
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German Summary
Deutsche Zusammenfassung
Bakterien und Mikrobiota
Bakterien stellen die ursprünglichste und nach wie vor die bei weitem erfolgreichste Form
des Lebens dar. Der Sammelbegriff Bakterien ist dabei irreführend, da der
Verwandtschaftsgrad zwischen zwei zufällig ausgewählten Bakterienstämmen oftmals
weniger groß ist als zwischen Mensch und Kaktus. Bakterien werden vor allem
wahrgenommen wenn sie Probleme verursachen, wie zum Beispiel im Falle von
Infektionskrankheiten. Im Allgemeinen spielen Bakterien jedoch eine positive Rolle für die
menschliche Gesundheit. Auf der Haut, den Schleimhäuten und innerhalb des
Verdauungstraktes beherbergen wir eine Vielzahl von Bakterien, die in ihrer Gesamtzahl
sogar die körpereigenen Zellen übertreffen. Diese Bakterien, Mikrobiota genannt, tragen zu
wichtigen Prozessen bei, wie zum Beispiel zur Verdauung, zur Abwehr von
Krankheitserregern und zur Stimulierung des Immunsystems. Die Koexistenz von Mensch
und Mikrobiota ist das Ergebnis einer Jahrtausende andauernden evolutionären
Gratwanderung. Auf der einen Seite wurden Bakterien, die sich dem Immunsystem nicht
widersetzen konnten, nach und nach eliminiert. Auf der anderen Seite führten Bakterien,
die das Immunsystem dauerhaft überforderten, zum Versterben ihrer Träger, und somit
auch zu einer verringerten eigenen Ausbreitung. Der so beschriebene Selektionsprozess ist
dabei nicht als abgeschlossenes Ereignis zu verstehen, sondern als ein beständig fortlaufendes
Austarieren der Kräfteverhältnisse zwischen Mensch und Mikrobiota.
Pneumokokken und Infektionskrankheiten
Pneumokokken sind ein Beispiel für ein solches, sich über Jahrtausende mit dem Menschen
gegenseitig anpassendes Bakterium. Sie besiedeln den oberen Nasenrachenraum und
kommen in fast allen Kindern und zudem in etwa einem von zehn Erwachsenen vor. Die
Weitergabe von Mensch zu Mensch erfolgt über Tröpfcheninfektion. Pneumokokken
verursachen im Allgemeinen keine Probleme; Träger sind sich ihrer Anwesenheit nicht
bewusst und haben keinerlei Beschwerden. Im Falle eines nicht ausgereiften Immunsystems
oder bei einer Immunschwäche können sich Pneumokokken jedoch vom harmlosen
Bewohner zum potentiell tödlichen Pathogen wandeln. Entscheidend ist dafür, dass das
Bakterium nicht ausreichend an seiner Ausbreitung innerhalb des Trägers gehindert wird
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MISCELLANEOUS
und von seinem natürlichen Habitat des Nasenrachenraumes aus in steriles Gewebe
vordringen kann. Die angrenzenden Gewebe und Organe sind dabei das Mittelohr (otitis
media, Mittelohrentzündung), der Sinus (sinusitis, Nebenhöhlenentzündung) und über die
Atemwege zudem die Lunge (pneumonia, Lungenentzündung). Des Weiteren kann die
Blutbahn befallen werden (sepsis, Blutvergiftung) und auf diesem Wege auch die Hirnhaut
(meningitis, Hirnhautentzündung). Interessanterweise fördert keines der beschriebenen
Krankheitsbilder eine weitere Verbreitung des Bakteriums. Akute Infektionen mit
Pneumokokken verursachen jährlich über eine Million Todesfälle, welche vor allem in
Dritte-Welt-Ländern bei Kleinkindern zu verzeichnen sind.
Antibiotika und Resistenzen
In westlichen Ländern werden Pneumokokken für eine deutlich geringere Anzahl an
Todesfällen verantwortlich gemacht. Dies lässt sich vor allem mit einem besseren Zugang zu
Präventions- und Behandlungsmethoden erklären, wie zum Beispiel Impfprogramme und
Antibiotikavergabe. Gerade Antibiotika zeigen allerdings eine zunehmend geringere
Wirksamkeit, die durch einen dramatischen Anstieg an Resistenzen in vielen Pathogenen,
einschließlich der Pneumokokken, verursacht wird. Es wird prognostiziert, dass
Antibiotikaresistenzen die menschliche Gesundheit in eine akute Gefahrenlage bringen
könnten wenn auf die derzeit effektiven Behandlungsmöglichkeiten in naher Zukunft kein
Verlass mehr sein wird. Das Verständnis von Resistenzen und ihrer Ausbreitung ist daher
ein wissenschaftliches Feld von großer Bedeutung und ein Teil dieser Doktorarbeit widmet
sich dieser Thematik. Resistenzen reichern sich in einem speziellen
Antibiotikakonzentrationsfenster an, in welchem ein Großteil der Bakterien unterdrückt
wird, und nur Bakterien mit einer vorteilhaften Mutation wachsen können. Die
Auswirkungen dieses Konzentrationsfensters auf Pneumokokken haben wir systematisch
mit einer Vielzahl gängiger Antibiotika untersucht. Anhand von Mikroskopie konnten wir
die fatalen Auswirkungen einer Antibiotikabehandlung in Zeitraffervideos verfolgen. Dabei
entdeckten wir, dass Bakterien des selben genetischen Ursprungs unterschiedliche
Antibiotikaempfindlichkeiten aufweisen können, und dass das Auftreten einzelner toleranter
Bakterien entscheidend die Entwicklung genetischer Resistenzen beeinflusst. Des Weiteren
konnten wir einen speziellen Resistenzmechanismus identifizieren, bei welchem innerhalb
gemischter Bakterienpopulationen genetisch anfällige Bakterien von genetisch resistenten
Bakterien mit beschützt werden. Dadurch ergibt sich die Gefahr, dass die Präsenz von
Resistenzen in harmlosen Bakterien der Mikrobiota die Behandlung von nicht-resistenten
Pathogenen erschwert.
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GERMAN SUMMARY
Synthetische Biologie
Das zweite Augenmerk dieser Doktorarbeit liegt auf Grundlagenstudien zum Verständnis
der Genregulation von Pneumokokken, unter anderem in Bezug auf die Entwicklung des
pathogenen Erscheinungsbildes. Krankmachende Bakterien der körpereigenen Mikrobiota
sind eigentlich ein Paradox, da geschwächte Träger weniger Sozialkontakte pflegen und sich
somit auch die Ausbreitungsmöglichkeiten des Bakteriums verringern. Nichtsdestotrotz
müssen sich Bakterien der Mikrobiota dem Immunsystem ein Stück weit widersetzen
können um innerhalb des menschlichen Körpers zu überleben. Dies wird durch spezielle
Gene gewährleistet welche als Virulenzfaktoren bezeichnet werden. Pneumokokken können
diese Gene „an- und ausschalten“, wodurch eine Vielzahl unterschiedlich ausgeprägter
Einzelzellen entsteht, welche vom Immunsystem auch unterschiedlich bekämpft werden
müssen. Im Labor kann der Einfluss solcher Differenzierungsmuster nur schwer untersucht
werden, da es unmöglich ist die komplexen Umweltbedingungen innerhalb des
menschlichen Körpers vollständig nachzubilden. Ein alternativer Ansatz dazu ist es,
künstliche Regulationsnetzwerke aufzubauen, die auf Signale reagieren welche im Labor
einfach
zu
kontrollieren
sind.
Diese
Herangehensweise
stellt
einen
ingenieurswissenschaftlichen Ansatz innerhalb der Molekularbiologie dar und ist dem Feld
der Synthetischen Biologie zuzuordnen. In dieser Doktorarbeit beschreiben wir den Aufbau
einfacher künstlicher Regulationseinheiten und deren Funktionalität. Damit ist ein
Grundstein für Synthetische Biologie in Pneumokokken gelegt, auf den weitere Studien
aufbauen können. Im Zuge eines besseren Verständnisses des Krankheitserregers können so
effektivere Behandlungsmethoden entwickelt werden.
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- 170 -
Acknowledgements
Dankwoord
Behind every PhD thesis there is a story. Here I would like to tell mine. And thank the
many people involved along the way.
The first scientific experiments I carried out, or in other words the first bricks of the
foundation of this thesis, took place during my undergraduate studies at the University of
Freiburg. My lab partner of that time, Stefan Zoufaly, would still be my first choice for
investigating any phenomenon, natural or supernatural. I am equally grateful for the reliable
example provided by Adam Hilfrich of how to better not carry out an experiment, and yet
obtain the same result.
These first practical experiences were extended during my Erasmus exchange year at
the University of Manchester, where I signed up for a project in the lab of Cay Kielty.
Under the entertaining supervision of the very patient Simon Stephan I learned how to
genetically engineer mammalian cells towards expressing elastin fragments, and furthermore
how to accustom human cells to English beer (mostly unsupervised). I followed up on
working with mammalian cells during a summer internship at the University of Dundee in
the lab of Angus Lammond, whom I am grateful for providing free accommodation and a
set of juggling balls. My great teacher there, Andrea Pawellek, introduced me to RNA
interference as a tool to study the activity of splicing factors. For both mentioned projects
my contributions were quite certainly more harm- than helpful, so many thanks for
enabling me these first-hand experiences of how to explore the multitude of things that can
go wrong during a scientific experiment.
In the following I was accepted for a master of biotechnology at the ESBS in
Strasbourg and teamed up for this French rollercoaster of experimentation with my tandem
partner (binôme) Albin Simoni (Al-binôme and Ro-binôme). I would also like to
acknowledge our great journal club from the time in Strasbourg, Le Castellet, with the
permanent members Pierre Boccon-Gibod and François Cesbron, and temporary members
including Johannes Kuegler. One day on campus, Randy Rettberg gave a lecture about
iGEM and Synthetic Biology, and we were immediately hooked. The next year we formed a
student-run team including Manuel Gersbacher, Marius Müller, Katja Karstens and Paul
Bourgine, and developed a concept for a cell division counter in baking yeast. We presented
this project at the MIT in Boston and were awarded a bronze medal, which our professors
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MISCELLANEOUS
back home interpreted as a third place (a misunderstanding we did not resolve). Also, we
were awarded the brick stone-colored biobrick from MIT. It was the same year that
Groningen participated for the first time in iGEM, with a team including five future
MolGen PhD candidates.
For my master’s thesis I joined the lab of Massimo Morbidelli at the ETH Zürich,
whom I am grateful for support in many ways. I spent one year at the Institute for Chemical
and Bioengineering, which offers a fantastic environment for doing science, and also beyond
science, and even the combination, such as the annual skiing lab retreat in the Swiss Alps.
My project there, under the supervision of the very helpful Timm Tanzeglock and Miroslav
Soos, focused on shear stress during cell culture and its influence on the efficiency and
quality of monoclonal antibody production. This was done with a novel reactor type of
remarkable design, the Lobed Taylor-Couette Bioreactor (resembling a Wankel rotary
engine), and in collaboration with an industrial partner close to Lausanne. My third
supervisor at the ETH, Thomas Müller-Späth, introduced me to HPLC as a technique to
analyze the glycosylation patterns of antibodies, and furthermore to the art of joyfully
diving into any scientific riddle without hesitation in search for creative solutions. Thanks a
lot Tomek, for the ‘Jugend forscht’ spirit and much more.
After the impressive experience in Zürich I had no doubts about continuing in
research. I was especially amazed by the idea of genetically engineering organisms towards
new functions and searched for a PhD position that would allow for potential real-life
applications. I finally decided to join the Molecular Genetics group at the University of
Groningen, where I would have the opportunity to work with a major bacterial pathogen,
the pneumococcus, and on the basis of a freely interpretable project description, “do
something with Streptococcus pneumoniae”. My supervisor there was going to be the new and
highly praised tenure tracker Jan-Willem Veening. Looking back, it was an excellent
decision to join MolGen, and JW delivered on the promise, more than that. It has been an
exciting time JW, I enjoyed it a lot working with you. You have been a great PI and guided
many of my projects with your splendid scientific Fingerspitzengefühl into safe harbor.
Also, I think we were a very good team, whenever there were two possible perceptions of an
issue we most often had both of them covered. Nevertheless, we always found a good
solution in the end, even if we had to play rock-paper-scissors for some minor decisions that
we could not resolve in any other way. Thank you very much for all your support.
I would also like to express my gratitude to Oscar Kuipers, for the initial invitation to
come to Groningen and join the Molecular Genetics group. MolGen provides a fantastic
environment, not only for doing research, but also as an international community of people
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ACKNOWLEDGEMENTS
from all around the world becoming friends. This is made possible because of you Oscar,
I am not sure how you do it but you are clearly pulling the strings. Your enthusiasm seems
unstoppable and I always enjoyed our discussions. I would furthermore like to acknowledge
the other key members who make MolGen such a successful group and pleasant working
environment, thank you very much Jan Kok, Gert Moll, Anne Hesseling, Harma Karsens,
Siger Holsappel and Anne de Jong. And also a big thank you to our great secretaries and
kitchen staff who do a fantastic job in keeping our group running on smoothly.
A great deal of things I learned during my time in Groningen I learned from my
students. Being able to explain really forces you to understand, and Melinde Wijers, Marlies
Oomen, my younger brother Moritz Sorg and Stefany Moreno made sure that I really
understood (even the things I did not notice being there in the first place). The same
accounts for the iGEM teams I helped supervising. My own iGEM participation, as a
student, played an important role in shaping my research interest, and it was great to be
continuously involved in this community, and even to have the opportunity of acting as a
judge during the European Jamborees.
Some of the projects I was involved in were part of multidisciplinary collaborations,
and I would like to acknowledge our collaborators. Thank you Prasanna Bhogale, Johannes
Berg, Sander van Doorn, Leo Lin and Victor Nizet. It has been a great learning experience
and a great pleasure seeing our projects develop over time. I would furthermore like to
thank all anonymous reviewers. We did not always have a perfect (unilateral) relationship,
but in the end I must confess that most of your comments were perfectly justified, and I am
thankful for your effort of creating valuable feedback. Thank you for enabling us to publish
much better and far more solid stories than the initial submissions.
Life in Groningen can be tough, especially when you are new in town, the winter is
cold and you are looking for a place to stay. But everything becomes much brighter with a
fun person to share a house with. Katrin, we had quite a ride over the years, this entire
experience would have been quite different without you. Thank you for many extensive
discussions about the richness and diversity of Dutch culture, for great food and company,
for this exclusive insight into a squirrel’s life. Also a big thanks to my other house mate
Yoshi. Thank you for your reliability and patience, for your humor in handling lost-intranslation moments, and especially for complimenting my Kartoffelsalat and having it for
breakfast.
The times at work that I enjoyed the most were probably when we skipped out to do
sports. Thanks a lot to all my sport mates, to the tennis champion (and translation artist)
Jelle, to the squash talent Auke, to the racing bike aces Ruud and Martijn, and to all
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MISCELLANEOUS
members of our Eurasian table tennis club including Chenxi, Yi and Zhibo. And a big
thank you to my (beach) volleyball buddy Tom, for all the integration efforts, for dressing
up as Batman and taking me along as Robin, and most importantly for making me a
member of De Koningen uit Groningen.
Of course I enjoyed the time of serious work just as much, especially in the higher
spheres of the 8th floor. I was lucky to have found great office mates, including Dimitra,
Xue, Clement and Sulman. It was a pleasure sharing an office with you, thank you so much
for sweets, coffee and tea, for helping me choosing the right color of figures and pretending
to notice a difference since the last time I asked. I really enjoyed sharing an office with you.
It is a pity that we never really had the chance of getting to know each other, but the rules
were just very strict – no talking in office!
Whenever the silence in the office became unbearable it was great to interact with
people in the lab, and I remember many amazing conversations that left few topics
untouched. I always appreciated it to be surrounded by friends instead of merely colleagues,
so a big thank you for creating a fantastic atmosphere to Laeti, Morten, Pamela, Rieza,
Arnau, Renske, Lance, Stefano, Mikkel, and to all the other pneumos. And of course also to
our Bollywood/Lollywood dream team Afzal and Irfan. Thank you for great company
during many working weekends, and for helping out whenever help was needed.
When I started at MolGen, I had the feeling of joining an essentially Dutch group,
spiced up with many international additions. It was a time when social activities where often
spearheaded by our PIs, such as the daily ritual of playing the infamous coffee game (that I
lost on my very first day), the Bier und Gemütlichkeit (BUG) journal club on Friday
afternoons, building an igloo when we once had tons of snow (during half a working day),
celebrating Sinterklaas together in private homes, etc. The group spirit was amazing and it
seemed to me, as a newcomer, as if everybody would have always been there already,
including Wout, Julio, Imke, Robyn, Tomas, Ana, Akos, Bogusia, Ganesh, Claire, Rustem,
Tariq and Joao. With myself, and “shortly” after me, another group of legendary MolGen
characters arrived, including Jeroen, Manolo, Lieke, Tonia, Mirjam, Sjoerd, Marielle,
Andrius, Liang and Dongdong. I have great memories of that time, of bad-film-nights, of
pub quizzes in Assen, of barbeques at the Hoornse Plas, of Koninginne Nights and Days, of
having sushi all-you-can-eat, of going to the Sneak Preview. Many things have changed
since then, but luckily the Twaalf Uurtje has not.
Also, with –from my perspective– all the later upcoming group additions the
atmosphere continued staying spectacular, and many anecdotes could be told, such as
“everyone bring a barbeque” or “the chemical banana flavor originates from an extinct
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ACKNOWLEDGEMENTS
banana species”. Thank you for many hilarious moments Barbara, Angel, Patri, Maike,
Ard Jan, Anne-Stéphanie, Elrike, Luiza, Taketo, Jingjing, Jason, Qian, Xin, and also our
latest group additions Jhonatan and Chunxu. I would furthermore like to thank the many
students and guests that left a mark on the group, especially the (former) students of the
pneumo team including Vijay, Sebastiaan, Chris, and many more.
In and around University, I would like to thank a couple of friends I enjoyed spending
time with, including our Tatort team Hajö and Markus, Rama, Gosia, Matt, Bastian,
Brenda, and also my friends from the Noord Nederlands Orkest – Kirsche, Lianne and
Justyna. And, of course, I would like to say a big thank you accompanied by a big kiss to
Suzi. Thank you for bearing me. And for all the soup.
Finally, I want to thank my bikes. Blue Flash, you gave me wings. You were the
dearest bike I ever had. I hope you will treat your new owner, the one who ‘found’ you, no
better than you treated me. Yellow Flash, I see a shiny future ahead of us.
Coming towards the end brings me back to the beginning. I want to thank my friends
from back home, for taking me out of this splendid village I grew up in and out of this
beautiful city nearby, for enabling me to discover what lies beyond the Black Forest. Thank
you Adrien, my French partner in crime. Thank you Wendelin, my Dutch partner in crime.
Thank you Hannes, my American partner in crime. And thank you Elias, my round-theworld partner in crime. And one more thanks to my oldest friend Stephan, for taking me
back to where I come from, and for the numerous visits up in the flat lands.
Last but not least, I want to thank my family, my parents and my three brothers and
my Oma from Freiburg. You happen to be the best family I have ever seen or heard of, and
I consider myself extremely lucky for being a part of it. Without you, this thesis could not
have been written. Also, please stop asking questions and start reading the thesis already.
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MISCELLANEOUS
List of Publications
Thesis Publications
Sorg R.A. & Veening J.-W. Synthetic biology tools to control gene expression in
Streptococcus pneumoniae. In preparation for submission.
Sorg R.A., Lin L., van Doorn G.S., Sorg M., Olson J., Nizet V. & Veening J.-W.
Collective resistance in microbial communities by intracellular antibiotic deactivation.
Under revision for PLoS Biology.
Sorg R.A. & Veening J.-W. Microscale insights into pneumococcal antibiotic mutant
selection windows. Nature Communications, Vol. 6, No. 8773 (2015).
Sorg R.A., Kuipers O.P. & Veening J.-W. Gene expression platform for synthetic biology
in the human pathogen Streptococcus pneumoniae. ACS Synthetic Biology, Vol. 4, No. 3
(2015).
Bhogale P.*, Sorg R.A.*, Veening J.-W. & Berg J. What makes the lac-pathway switch:
identifying the fluctuations that trigger phenotype switching in gene regulatory networks.
Nucleic Acid Research, Vol. 42, No. 18 (2014). *These authors contributed equally to this
work.
Siebring J., Sorg R.A., Herber M. & Kuipers O.P. Take it or leave it: mechanisms
underlying bacterial bistable regulatory networks. Bacterial Regulatory Networks, edited by
Filloux A.A.M., Horizon Scientific Press (2012).
Other Publications
Jørgensen M.G., Sorg R.A. & Veening J.-W. Gene expression noise in Streptococcus
pneumoniae. In preparation for submission.
Liu X., Gallay C., Kjos M., Domenech A., Slager J., van Kessel S.P., Knoops K., Sorg R.A.,
Zhang J.-R. & Veening J.-W. Assigning function to essential genes in Streptococcus
pneumoniae using CRISPRi. In preparation for submission.
- 176 -
LIST OF PUBLICATIONS
Moreno-Gámez S., Sorg R.A., Kjos M., Weissing F.J., van Doorn G.S. & Veening J.-W.
Quorum sensing integrates environmental cues, cell density and cell history to control
bacterial competence. Under review for Nature Communications.
Daszczuk A., Dessalegne Y., Drenth I., Hendriks E., Jo E., van Lente T., Oldebesten A.,
Parrish J., Poljakova W., Purwanto A.A., van Raaphorst R., Boonstra M., van Heel A.,
Herber M., van der Meulen S., Siebring J., Sorg R.A., Heinemann M., Kuipers O.P. &
Veening J.-W. Bacillus subtilis biosensor engineered to assess meat spoilage.
ACS Synthetic Biology, Vol. 3, No. 12 (2014).
Sorg R.A., Tanzeglock T., Soos M., Morbidelli M., Périlleux A., Solacroup T. & Broly H.
Minimizing hydrodynamic stress in mammalian cell culture through the lobed TaylorCouette bioreactor. Biotechnology Journal, Vol. 6, No. 12 (2011).
- 177 -
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