Иерархия регуляции жгутика Vibrio cholerae контролирует экспрессию факторов вирулентности

Vibrio cholerae — подвижная бактерия, вызывающая холеру; предполагается, что подвижность и вирулентность регулируются противоположным образом. Мы изучили профили транскрипции штаммов V. cholerae с мутациями в генах регуляции жгутика (rpoN, flrA, flrC и fliA), используя полногеномные микроматрицы. Полученные результаты показали, что транскрипция генов жгутика организована в виде четырехуровневой иерархии. Кроме того, в мутантах генов регуляции жгутика повышалась экспрессия генов с доказанной или предполагаемой ролью в вирулентности, включая ctx, tcp, гены гемолизина и системы секреции типа VI; это было подтверждено количественной ПЦР с обратной транскрипцией. Мутанты генов регуляции жгутика характеризовались усиленным гемолизом эритроцитов человека, обусловленным повышением транскрипции термолабильного гемолизина (tlh). Система регуляции жгутика положительно регулирует транскрипцию дигуанилатциклазы CdgD, которая, в свою очередь, регулирует транскрипцию нового гемагглютинина (frhA). Этот гемагглютинин обеспечивает адгезию к хитину и эпителиальным клеткам, а также усиливает образование биоплёнки и колонизацию кишечника у детёнышей мышей. Наши результаты показывают, что система регуляции жгутика модулирует экспрессию генов, не связанных с жгутиком, включая индукцию адгезина, способствующего колонизации кишечника, и подавление факторов вирулентности, экспрессия которых максимально усиливается после колонизации. Эти данные позволяют предположить, что иерархия регуляции жгутика обеспечивает правильную пространственно-временную экспрессию генов, необходимую для оптимальной колонизации организма V. cholerae и прогрессирования заболевания.