リン酸誘導性低分子RNA EsrLは、大腸菌の病原性、バイオフィルム形成、および腸内コロニー形成を促進する

SCIENCE SIGNALING
10 Jan 2023 Vol 16, Issue 767
DOI: 10.1126/scisignal.abm0488

Tianyuan Jia^{1, 2, 3, †}, Pan Wu^{1, 2, †}, Bin Liu^{1, 2, 4}, Miaomiao Liu^{1, 2}, Huiqian Mu^{1, 2}, Dan Liu^{1, 2}, Min Huang^{1, 2}, Linxing Li^{1, 2}, Yi Wei^{1, 2}, Lu Wang^{1, 2}, Qian Yang^{1, 2}, Yutao Liu^{1, 2, 4}, Bin Yang^{1, 2, 4}, Di Huang^{1, 2, 4, 5}, Liang Yang³, Bin Liu^{1, 2, 4, 5, *}

1. ¹ Institute of Translational Medicine Research, Tianjin Union Medical Center, TEDA Institute of Biological Sciences and Biotechnology, Nankai University, Tianjin, China.
2. ² Key Laboratory of Molecular Microbiology and Technology, Nankai University, Ministry of Education, Tianjin, China.
3. ³ School of Medicine, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, China.
4. ⁴ Center for Microbial Functional Genomics and Detection Technology, Ministry of Education, Tianjin, China.
5. ⁵ Nankai International Advanced Research Institute, Shenzhen, China.

† These authors contributed equally to this work.

* Corresponding author. Email: liubin1981@nankai.edu.cn

リン酸刺激性病原性

病気を引き起こすのに、腸管出血性大腸菌（EHEC）および腸内病原性大腸菌（EPEC）は最初に腸細胞（エンテロサイト）に接着しなければならない。接着には、マスター調節因子Lerにより駆動されるLEE病原性アイランドでの遺伝子の発現が必要である。Jiaらは、培養ヒト細胞へのEHECとEPECの接着、およびウサギ結腸でのEHECのコロニー形成を促進する低分子RNA、EsrLを同定した。腸内と同様の高リン酸条件下では、EsrLの発現が抑制解除され、EsrLはler転写産物に結合して安定化した。EsrLによる別の転写産物の安定化は、最終的にEPECと非病原性大腸菌の、抗生物質や宿主防御から細菌を保護するバイオフィルムを形成する能力を増強させた。両方の転写産物の安定化は、腸の高リン酸塩環境における大腸菌の病原性とバイオフィルム形成に寄与する可能性が高い。-AMV

要約

大腸菌（Escherichia coli）は正常な腸内微生物叢の一部であるが、一部の腸管出血性大腸菌（EHEC）および腸内病原性大腸菌（EPEC）株は、生命を脅かす可能性のある胃腸炎を引き起こしうる。EHECおよびEPECが疾患を引き起こす能力の根底にある病原性因子には、腸細胞消失（LEE）病原性アイランドの遺伝子座にコードされるものが含まれる。ここでは、多くの大腸菌株に存在する低分子RNAであるEsrLが、EHECおよびEPECにおける病原性、接着、およびバイオフィルム形成を促進することを実証した。リン酸に対する細胞応答を制御する2成分系の応答調節因子であるPhoBは、低リン酸条件下でesrLの発現を直接抑制した。ヒトの腸と同様のリン酸が豊富な環境は、PhoBを介したesrLの抑制を緩和した。EsrLは、LEE遺伝子の転写因子をコードするLEE-encoded regulator（ler）転写産物と相互作用して安定化し、培養細胞への細菌の接着およびウサギの結腸のコロニー形成を増加させた。EsrLはまた、1型線毛の構築に必要なシャペロンをコードするfimC 転写産物に結合して安定化し、その結果、病原性大腸菌での細胞接着が増強され、病原性および非病原性大腸菌のバイオフィルム形成が増強された。これらの知見は、EsrLがリン酸が豊富な条件下でEHECとEPECの両方で病原性遺伝子の発現を刺激し、それにより栄養豊富な腸環境でEHECとEPECの病原性を促進することを示している。