Regulation of phase variation in type I pili formation in Escherichia coli: Role of alkylresorcinols, microbial autoregulators


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Formation of virulence-associated type I pili in Escherichia coli should be considered as one of the most efficient models for investigating the mechanisms of regulating the heterogeneity of populations of genetically identical microbial cells. The present work focused on the role of alkylhydroxybenzenes (AHBs), density-dependent intercellular regulators, in controlling phase variations in type I pili formation (fimbriogenesis). The tested AHB homologue was C12-AHB; a genetically constructed strain E. сoli dsp250 containing the fimA-lacZ hybrid operon was used. In this operon, the fimA gene encodes the main subunit of the pili protein, and its expression results in β-galactosidase synthesis; pili-forming cells, therefore, become blue on the medium with the Х-gal substrate. Expression of fimA depends on the inversion of the fimS region that is located upstream of it. If the inversion is on, pili formation takes place, if it is off, no pili are formed. An increase in C12-AHB concentration (within the 5 × 10–5–2 × 10–4 M range) in the exponential-phase culture of strain dsp250 causes a dose-dependent change in the dominant phenotype that is displayed by up to 98–99% of the cells. Cells with this phenotype form colonies with a blue center and white edges. Up to 60% of the cells with this phenotype assume a metastable state and up to 11% and 44% of them transition to the alternative phenotypes of pili-forming and pili-less cells, respectively. The influence of C12-AHB on off-switching, i.e. the formation of the avirulent phenotype, was observed irrespective of the growth conditions of strain dsp250. Addition of glucose to the LB medium (5 or 10 mg/mL) resulted in catabolic repression via regulation by the cAMP-CNR complex and predictably induced pili formation in 49 and 75% of the cells, respectively. Against this background, C12-AHB caused a dose-dependent decrease in the share of pili-forming cells to 33–61% and an increase in the share of pili-less cells to 32–61%. If glucose was added in excess (2.5, 5 or 10 mg/mL) to the diluted LB/2 medium, pili formation was completely repressed, while C12-AHB still induced the off inversion to the pili-less phenotype in up to 30% of the cells. The conclusion can be drawn that C12-AHB is not involved in the pathway of fimbriogenesis regulation via cAMP. Since C12-AHB functions as an extracellular alarmon (activating the rpoS regulon and the SOS response as shown earlier, see Golod et al., 2009), its mechanism of action apparently involves stress signal transduction. It induces the synthesis of global regulators RpoS and H-NS and of intracellular alarmon (p) ppGpp; these factors are responsible for the on → off inversion and the proliferation of pili-less cells.

Об авторах

N. Loiko

Research Center of Biotechnology of the Russian Academy of Sciences

Автор, ответственный за переписку.
Email: loikonat@mail.ru
Россия, Moscow

K. Lobanov

State Research Institute of Genetics and Selection of Industrial Microorganisms

Email: loikonat@mail.ru
Россия, Moscow

Yu. Nikolaev

Research Center of Biotechnology of the Russian Academy of Sciences

Email: loikonat@mail.ru
Россия, Moscow

A. Kozlova

Research Center of Biotechnology of the Russian Academy of Sciences

Email: loikonat@mail.ru
Россия, Moscow

G. El’-Registan

Research Center of Biotechnology of the Russian Academy of Sciences

Email: loikonat@mail.ru
Россия, Moscow

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2017

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».