リーダーレスな2ペプチドバクテリオシン、エンテロシンDD14は自己免疫に関与している。証拠と洞察

A Leaderless Two-Peptide Bacteriocin, Enterocin DD14, Is Involved in Its Own Self-Immunity: Evidence and Insights.

• Rabia Ladjouzi
• Anca Lucau-Danila
• Abdellah Benachour
• Djamel Drider

抄録

Enterocin DD14 (EntDD14) は、以前にメコニウムから分離された株である 14 によって産生される 2 ペプチドのリーダーレス バクテリオシンです。EntDD14はグラム陽性菌に対して強い抗菌活性を有する。リーダーレスバクテリオシンは、リーダーペプチドを持つバクテリオシンとは異なり、翻訳後すぐに活性化され、生産された菌株はその後、細胞内および細胞外コンパートメントの両方を保護するための特異的な機構を開発しなければならない。14のゲノムの解析は、構造遺伝子の下流に位置する8つの他の隣接する遺伝子、設計された、集合的に3つのオペロンを形成する可能性がありますを見つけることができました。14の免疫機構を解明するために、EntDD14のバクテリオシン前駆体ペプチド(Δ)やABCトランスポーター(Δ)をコードする遺伝子をノックアウトした変異株を構築し、その特徴を明らかにした。重要なことに、構造遺伝子を欠失させたΔ変異株は、EntDD14を産生することができず、外因性EntDD14に感受性であることが判明し、免疫系14への関与を示した。さらに、Δ変異株の感受性は、対数期にはΔ株と野生型株の両方で同様に発現していたが、24時間の生育後にΔ変異株では有意に発現が低下していたため、遺伝子発現の低下とは関連していないように思われた。この研究から得られたデータは、EntDD14の積極的な輸出にABCトランスポーター（）が関与していることを示唆しているが、一次的な自己免疫システムへの関与は否定されている。興味深いことに、ABCトランスポーター()をコードする遺伝子で形質転換した JH2-2-2 細胞は、EntDD14 を産生せず、EntDD14 の作用に敏感なままでした。注目すべきことに、Δ変異株をこれらのコンストラクトでトランスコンプリメントすることで、WT表現型を回復させることができました。我々の知る限りでは、これは、自己免疫における細胞内2ペプチドリーダーレスバクテリオシンの役割を解明した最初の研究です。

Enterocin DD14 (EntDD14) is a two-peptide leaderless bacteriocin produced by 14, a strain previously isolated from meconium. EntDD14 has a strong antibacterial activity against Gram-positive bacteria. Leaderless bacteriocins, unlike bacteriocins with leader peptides, are immediately active after their translation, and a producing strain has then to develop specific mechanisms to protect both intra and extracellular compartments. The analysis of 14 genome allowed to locate downstream of structural genes, 8 other adjacent genes, designed , which collectively may form three operons. To gain insights on immunity mechanisms of 14, mutant strains knocked out in genes encoding bacteriocin precursor peptides (Δ) and/or ABC transporter (Δ) of EntDD14 were constructed and characterized. Importantly, Δ mutant strains, from which structural genes were deleted, resulted unable to produce EntDD14 and sensitive to exogenous EntDD14 showing their involvement in the 14 immunity system. Moreover, the sensitivity of Δ mutants appeared not to be associated with the down-regulation of gene expression since they were similarly expressed in both Δ and wild-type strains during the log phase while they were found significantly down-regulated in the Δ mutant strain after 24 h of growth. Data gathered from this study suggest also the implication of the ABC transporter () in the active export of EntDD14 but ruled-out its involvement in the primary self-immunity system. Interestingly, non-bacteriocin producing JH2-2 cells transformed with , or plus genes encoding the ABC transporter () did not produce EntDD14 and remained sensitive to its action. Of note, trans-complementation of the Δ mutant strain with these constructions allowed to recover the WT phenotype. To the best of our knowledge, this is the first study delineating the role of the intracellular two-peptide leaderless bacteriocins in their self-immunity.

Copyright © 2020 Ladjouzi, Lucau-Danila, Benachour and Drider.