二成分制御系の非系列パートナーによるシグナル伝達は尿路病原性大腸菌（Escherichia coli）におけるポリミキシンBに対する内因的耐性を促進する

Sci. Signal. 10 Jan 2017:
Vol. 10, Issue 461,
DOI: 10.1126/scisignal.aag1775

Kirsten R. Guckes^1,*, Erin J. Breland^2,*, Ellisa W. Zhang¹, Sarah C. Hanks³, Navleen K. Gill⁴, Holly M. S. Algood^1,5,6, Jonathan E. Schmitz¹, Charles W. Stratton^1,5, and Maria Hadjifrangiskou^1,7,†

¹ Department of Pathology, Microbiology and Immunology, Vanderbilt University Medical Center, Nashville, TN 37232, USA.
² Department of Pharmacology, Vanderbilt University School of Medicine, Nashville, TN 37232, USA.
³ Barnard College, New York, NY 10027, USA.
⁴ Vanderbilt University, Nashville, TN 37240, USA.
⁵ Department of Medicine, Vanderbilt University Medical Center, Nashville, TN 37232, USA.
⁶ Veterans Affairs Tennessee Valley Healthcare Services, Nashville, TN 37212, USA.
⁷ Department of Urologic Surgery, Vanderbilt University Medical Center, Nashville, TN 37232, USA.

^† Corresponding author. Email: maria.hadjifrangiskou@vanderbilt.edu

^* These authors contributed equally to this work.Corresponding author. Email: imerida@cnb.csic.es

要約

細菌は二成分制御系（TCS）を利用して、環境刺激と適切に反応する。典型的なTCSは受容体として作用するセンサーヒスチジンキナーゼとその結合パートナーであり、多くの場合、転写調節因子としての作用を介して細菌行動の変化を調整するレスポンスレギュレーターからなる。TCS相互作用は、通常、ヒスチジンキナーゼとレスポンスレギュレーターの同系列ペアに限定される。本稿では、相互作用し、第二鉄に対する応答を媒介する尿路病原性大腸菌（Escherichia coli）（UPEC）内の2種類の異なるTCSについて報告する。PmrABおよびQseBC TCSはいずれも第二鉄に対する適切な転写応答に必要であった。第二鉄はヒスチジンキナーゼPmrBから同系列レスポンスレギュレーターPmrAと非系列レスポンスレギュレーターQseBの両方へのリン酸基転移を誘発し、その結果、両レギュレーターによって転写応答が調整された。UPEC株UTI89を第二鉄で前処理すると、PmrA及びQseBの両方を要するポリミキシンBに対する抵抗性の亢進が認められた。同様に、いくつかのUPEC分離株を第二鉄で前処理すると、ポリミキシンBに対する耐性が増加した。本研究は、細菌性病原体内の生理学的に関連のあるTCS間のクロストークを明らかにし、いくつかのUPEC株の抗菌薬耐性の潜在的機序を示す。

Citation: K. R. Guckes, E. J. Breland, E. W. Zhang, S. C. Hanks, N. K. Gill, H. M. S. Algood, J. E. Schmitz, C. W. Stratton, M. Hadjifrangiskou, Signaling by two-component system noncognate partners promotes intrinsic tolerance to polymyxin B in uropathogenic Escherichia coli. Sci. Signal. 10, eaag1775 (2017).