Аутоиндукторы чувства кворума и жгутик независимо участвуют в передаче сигнала, регулирующего синтез экзополисахарида, у Vibrio cholerae посредством механизма, не зависящего от LuxO

Vibrio cholerae — грамотрицательная бактерия, вызывающая холеру, тяжелое диарейное заболевание с летальным исходом. Для успешного выживания в водных резервуарах она формирует биопленки на твердых поверхностях, получая тем самым адаптивное преимущество. Было установлено, что синтез экзополисахарида (EPS) — компонента внеклеточного матрикса — имеет критическое значение для сохранения жизнеспособности бактерии в окружающей среде в составе биопленки. У части эпидемических штаммов V. cholerae отсутствие жгутика, но не утрата подвижности, приводило к усилению синтеза экзополисахарида. Изучали роль аутоиндукторов чувства кворума — холерного аутоиндуктора 1 (CAI-1) и аутоиндуктора 2 (AI-2), а также центрального регулятора LuxO в регуляции синтеза EPS у этих штаммов. В модельном штамме MO10 создавали делеционные мутации генов, необходимых для синтеза CAI-1 (cqsA), AI-2 (luxS), жгутика (flaA), LuxO (luxO), жгутикового мотора (motX) и VpsR (vpsR). Затем анализировали фенотипические изменения, включая морфологию колоний, синтез EPS, образование биопленки и уровень транскрипции соответствующих генов. Эксперимент с перекрестным снабжением аутоиндукторами подтвердил их роль в передаче сигнала, регулирующего синтез EPS. Результаты показали, что аутоиндукторы и жгутик представляют собой два основных звена передачи сигнала, регулирующего синтез EPS, у этой группы штаммов: при отсутствии одного из них доминирующим становится другое звено. Кроме того, каждое из этих звеньев оказывает отрицательное влияние на индукцию синтеза EPS другим звеном. Оба сигнальных каскада не зависят от LuxO и включают натрий-зависимый жгутиковый мотор и VpsR. По-видимому, у этих микроорганизмов функционирует механизм передачи сигнала, регулирующего синтез EPS, зависящий от плотности клеточной популяции и жгутика, но не от LuxO; он обеспечивает выживание бактерий.