宿主細胞への接着に関与するブルセラのゲノム島：新しいアドヘシンと転座因子の同定

A genomic island in Brucella involved in the adhesion to host cells: identification of a new adhesin and a translocation factor.

• Paula Lopez
• Francisco Guaimas
• Cecilia Czibener
• Juan E Ugalde

抄録

宿主細胞への接着は、あらゆる病原体の病原性サイクルの最初のステップである。グラム陰性菌では、接着は、リポ多糖類のような他の病原性因子の中でも、様々なファミリーに属し、進化の起源も異なる、一般にアドヘシンと呼ばれる特定の膜外タンパク質によって媒介されています。本研究では、この細菌の細胞内運命を決定する重要な因子である接着性を明らかにした。本論文では、我々が以前に報告した細菌免疫グロブリン様ドメイン（BIg-like）を持つ接着剤（BigA）をコードするゲノム遺伝子座の特徴をさらに明らかにした。この領域は、我々がBigBと命名した第二のアドヒーシンをコードしていること、およびBigAとBigBの外膜での適切な表示に必要なペリプラズムタンパク質であるPalAをコードしていることを発見した。BigBまたはPalAの欠失は細菌の接着力を低下させ、BigBの過剰発現は細菌の接着力を劇的に増加させる。その結果、BigBの組換えBIg様ドメインを用いて細胞をインキュベートすると、細胞骨格の再配列が誘導され、接着部位に影響を与えることがわかった。さらに、PalAは細胞質周囲に局在しており、BigAとBigBの適切な表示に完全に必要であることを示した。これらの結果から、このゲノム島はブルセラ菌の宿主細胞への接着に完全に関与していることが明らかになった。

Adhesion to host cells is the first step in the virulence cycle of any pathogen. In Gram-negative bacteria, adhesion is mediated, amongst other virulence factors such as the lipopolysaccharides, by specific outer-membrane proteins generally termed adhesins that belong to a wide variety of families and have different evolutionary origins. In Brucella, a widespread zoonotic pathogen of animal and human health concern, adhesion is central as it may determine the intracellular fate of the bacterium, an essential stage in its pathogenesis. In the present paper we further characterized a genomic locus that we have previously reported encodes an adhesin (BigA) with a bacterial immunoglobulin-like domain (BIg-like). We found that this region encodes a second adhesin, which we have named BigB; and PalA, a periplasmic protein necessary for the proper display in the outer membrane of BigA and BigB. Deletion of bigB or palA diminishes the adhesion of the bacterium and overexpression of BigB dramatically increases it. Incubation of cells with the recombinant BIg-like domain of BigB induced important cytoskeletal rearrangements and affected the focal adhesion sites indicating that the adhesin targets cell-cell or cell-matrix proteins. We additionally show that PalA has a periplasmic localization and is completely necessary for the proper display of BigA and BigB, probably avoiding their aggregation and facilitating their transport to the outer membrane. Our results indicate that this genomic island is entirely devoted to the adhesion of Brucella to host cells.

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