RESUMO
IMPORTANCE: Bacteria use weapons to deliver effectors into target cells. One of these weapons, the type VI secretion system (T6SS), assembles a contractile tail acting as a spring to propel a toxin-loaded needle. Due to its size and mechanism of action, the T6SS was intuitively thought to be energetically costly. Here, using a combination of mutants and growth measurements in liquid medium, on plates, and in competition experiments, we show that the T6SS does not entail a growth cost to enteroaggregative Escherichia coli.
Assuntos
Proteínas de Escherichia coli , Sistemas de Secreção Tipo VI , Escherichia coli/genética , Sistemas de Secreção Tipo VI/genética , Proteínas de Escherichia coli/genética , Proteínas de BactériasRESUMO
The bacterial Type VI Secretion System (T6SS) functions as a nanomachine used by many gut pathogens. In the present protocol, we outlined how such molecular activities during interspecies interaction can be demonstrated at a population level. To this end, we first present a comprehensive protocol for isolation, identification, and functional characterization of T6SS-positive Campylobacter jejuni. Further, we developed straightforward techniques for unraveling how the T6SS targets prey populations and host cells when growing with or without environmental stressors. For complete details on the use and execution of this protocol, please refer to Gupta et al. (2021).
Assuntos
Campylobacter jejuni , Sistemas de Secreção Tipo VI , Humanos , Sistemas de Secreção Tipo VI/genéticaRESUMO
In the establishment and maintenance of the interaction between pathogenic or symbiotic bacteria with a eukaryotic organism, protein substrates of specialized bacterial secretion systems called effectors play a critical role once translocated into the host cell. Proteins are also secreted to the extracellular medium by free-living bacteria or directly injected into other competing organisms to hinder or kill. In this work, we explore an approach based on the evolutionary dependence that most of the effectors maintain with their specific secretion system that analyzes the co-occurrence of any orthologous protein group and their corresponding secretion system across multiple genomes. We compared and complemented our methodology with sequence-based machine learning prediction tools for the type III, IV and VI secretion systems. Finally, we provide the predictive results for the three secretion systems in 1606 complete genomes at http://www.iib.unsam.edu.ar/orgsissec/.
Assuntos
Proteínas de Bactérias/genética , Proteínas de Bactérias/metabolismo , Sistemas de Secreção Bacterianos/genética , Sistemas de Secreção Bacterianos/metabolismo , Proteínas de Bactérias/classificação , Sistemas de Secreção Bacterianos/classificação , Biologia Computacional , Genoma Bacteriano , Aprendizado de Máquina , Cadeias de Markov , Mesorhizobium/genética , Mesorhizobium/metabolismo , Modelos Genéticos , Filogenia , Sistemas de Secreção Tipo III/genética , Sistemas de Secreção Tipo III/metabolismo , Sistemas de Secreção Tipo IV/genética , Sistemas de Secreção Tipo IV/metabolismo , Sistemas de Secreção Tipo VI/genética , Sistemas de Secreção Tipo VI/metabolismo , Yersinia pestis/genética , Yersinia pestis/metabolismoRESUMO
Klebsiella pneumoniae é um patógeno oportunista que causa principalmente infecções respiratórias e do trato urinário. A ocorrência frequente de isolados virulentos resistentes a múltiplas drogas levou a inclusão dessa espécie na lista da OMS das principais prioridades para pesquisa e desenvolvimento de alternativas terapêuticas. O conhecimento abrangente dos mecanismos moleculares subjacentes à virulência da K. pneumoniae pode levar à proposta de medicamentos mais eficientes e específicos. O Sistema de Secreção Tipo VI (T6SS) contribui para a competição bacteriana, invasão celular e colonização in vivo. Apesar dos estudos que mostram o envolvimento do T6SS na patogênese da K. pneumoniae, pouco se conhece sobre a regulação de sua expressão. O entendimento dos mecanismos regulatórios pode fornecer pistas sobre a função desse sistema e contribuir para o desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas para o tratamento de infecções por K. pneumoniae. Esse trabalho teve como objetivo identificar mecanismos de regulação transcricional dos genes do T6SS de K. pneumoniae
Para isso, analisamos os genomas de três cepas (Kp52.145, HS11286 e NTUH-K2044) de forma a predizer e padronizar a anotação dos genes de T6SS através de buscas de similaridade. Foram encontrados 38 genes do T6SS em Kp52.145, 29 em HS11286 e 30 em NTUH-K2044. Nas adjacências dos genes do T6SS foram encontrados genes envolvidos em sistemas de captação de ferro, sugerindo que o T6SS de K. pneumoniae também pode desempenhar um papel na importação de íons. Foram identificadas 17 regiões promotoras dependentes de σ70 em Kp52.145, 12 em HS11286 e 12 em NTUH-K2044. Identificamos ainda 17, 12 e 15 sequências promotoras a partir dos sítios putativos de σ54. Também identificamos 165 sítios de ligação para reguladores transcricionais em Kp52.145, 125 em HS11286 e 134 em NTUH-K2044. Nossos resultados in silico sugerem que o T6SS de K. pneumoniae seja regulado em resposta a sinais ambientais e devem direcionar experimentos in vitro que testem a resposta de K. pneumoniae a variações de temperatura (H-NS), de nutrientes (GcvA e Fis), estresse oxidativo (OxyR) e osmolaridade (RscAB e OmpR). (AU)