Роль регуляторных белков FlhF и FlhG в иерархии транскрипции генов жгутика Vibrio cholerae

Vibrio cholerae — возбудитель холеры, диарейного заболевания человека — представляет собой подвижную бактерию с одним полярным жгутиком; предполагается, что подвижность играет важную роль в вирулентности. Иерархия генов жгутика V. cholerae организована в четыре класса. У других бактерий экспрессия генов каждого класса обычно строго регулируется положительными и отрицательными регуляторными элементами. Для дальнейшего изучения биогенеза жгутика у V. cholerae мы охарактеризовали функции трёх предполагаемых регуляторных генов: flhF, flhG и VC2061. В тесте на полутвёрдом агаре мутанты V. cholerae по генам flhF и flhG были неподвижны. Электронная микроскопия показала, что у мутанта flhF отсутствовал полярный жгутик, тогда как у мутанта flhG, что особенно примечательно, в каждой клетке обнаруживалось несколько полярных жгутиков — от 8 до 10. У мутанта flhF транскрипционная активность промоторов генов III и IV классов была снижена, что указывает на роль FlhF как положительного регулятора транскрипции генов III класса. У мутанта flhG транскрипция всех четырёх классов промоторов генов жгутика была усилена, что позволяет предположить, что FlhG действует как отрицательный регулятор транскрипции генов I класса. Кроме того, способность мутанта flhG колонизировать кишечник новорождённых мышей была снижена примерно в 10 раз, что указывает на усиление вирулентности при отрицательной регуляции генов жгутика I класса. Мутант V. cholerae по гену VC2061 сохранял подвижность и формировал полярный жгутик, не отличавшийся от жгутика дикого типа; транскрипционная активность промоторов всех четырёх классов генов жгутика также соответствовала таковой у дикого типа. Полученные результаты показывают, что FlhG и FlhF регулируют транскрипцию генов жгутика I и III классов соответственно, тогда как VC2061, по-видимому, не участвует в биогенезе жгутика V. cholerae.