種特異的な定足数センシングがキトビオース利用遺伝子座を抑制することを明らかにした

Species-specific quorum sensing represses the chitobiose utilization locus in .

• Catherine A Klancher
• Jane D Newman
• Alyssa S Ball
• Julia C van Kessel
• Ankur B Dalia

抄録

この海洋性多細胞性病原体は、貯水池内の甲殻類動物プランクトンのキチン質の殻上に複雑な多細胞群集を形成している。-キチン相互作用はコレラの成長、進化、水系感染に重要である。これは、この病原体の遺伝子発現におけるキチン誘導性の変化によるものである。ここでは、キチン二糖の取り込みと異化に必要なキトビオース利用オペロン（）の一つの遺伝子座のキチン誘発発現に影響を与える因子を同定しようとした。一連の遺伝子スクリーニングにより、我々は、クォーラムセンシングのマスターレギュレーターであるHapRがこのオペロンの直接的な抑制因子であることを明らかにした。また、HapRのレベルがClpAPプロテアーゼによって制御されていることも明らかにした。さらに、定型的なノルムセンシングカスケードinがHapR依存的に発現を制御していることを示した。この解析から、種特異的な自己誘導因子CAI-1を介したシグナル伝達が、種間自己誘導因子AI-2ではなく発現に影響を与えることが明らかになった。このような種特異的な制御現象は、この病原体の環境ニッチにおける適合性を高める可能性があると考えられる。自然界では、細菌は多細胞・多種群集の中で生活している。微生物種は、クォーラムセンシング（QS）と呼ばれるプロセスを用いて、化学的な合図を介してその集団の密度や構成を感知することができる。海洋病原体は、その水生貯水池内の甲殻類のキチン質の殻上に群集している。ここでは、QSがキチンとの相互作用に必要な1つの遺伝子座の発現を調節することを示している。

The marine facultative pathogen forms complex multicellular communities on the chitinous shells of crustacean zooplankton in its aquatic reservoir. -chitin interactions are critical for the growth, evolution, and waterborne transmission of cholera. This is due, in part, to chitin-induced changes in gene expression in this pathogen. Here, we sought to identify factors that influence chitin-induced expression of one locus, the chitobiose utilization operon (), which is required for the uptake and catabolism of the chitin disaccharide. Through a series of genetic screens, we identified that the master regulator of quorum sensing, HapR, is a direct repressor of the operon. We also found that the levels of HapR in are regulated by the ClpAP protease. Furthermore, we show that the canonical quorum sensing cascade in regulates expression in a HapR-dependent manner. Through this analysis we found that signaling via the species-specific autoinducer CAI-1, but not the inter-species autoinducer AI-2, influences expression. This phenomenon of species-specific regulation may enhance the fitness of this pathogen in its environmental niche. In nature, bacteria live in multicellular and multispecies communities. Microbial species can sense the density and composition of their community through chemical cues using a process called quorum sensing (QS). The marine pathogen is found in communities on the chitinous shells of crustaceans in its aquatic reservoir. interactions with chitin are critical for the survival, evolution, and waterborne transmission of this pathogen. Here, we show that uses QS to regulate the expression of one locus required for -chitin interactions.

Copyright © 2020 American Society for Microbiology.