Взаимная передача сигналов с участием c-di-GMP: неполный биогенез жгутика запускает сигнальные пути c-di-GMP, способствующие образованию биоплёнки

Состояние сборки жгутика V. cholerae регулирует образование биоплёнки, что указывает на способность бактерии распознавать отсутствие движения и переходить к неподвижному образу жизни. Подвижность и образование биоплёнки регулируются разнонаправленно вторичным посредником — циклическим димерным гуанозинмонофосфатом (c-di-GMP). Поэтому мы стремились определить связанные с жгутиком сигнальные пути, опосредованные c-di-GMP и регулирующие переход из подвижного состояния в неподвижное. Мы установили, что устранение жгутика вследствие утраты флагеллина FlaA вызывает зависящий от жгутика ответ регуляции биоплёнки (FDBR), который повышает внутриклеточный уровень c-di-GMP, усиливает экспрессию генов биоплёнки и способствует её образованию. Выраженность ответа FDBR связана с состоянием статора жгутика: ответ можно обратить удалением компонента T-кольца MotX, а также ослабить мутациями, изменяющими способность статора связывать Na+ или натрий-движущую силу. Отсутствие статора также приводит к снижению количества маннозочувствительных гемагглютинирующих пилeй (MSHA) на поверхности клетки, что указывает на взаимосвязь сигнальных путей, участвующих в образовании биоплёнки. Штаммы с отсутствующими компонентами ротора жгутика также запускали ответ FDBR, однако он не зависел от состояния сборки статора жгутика. Мы установили, что для ответа FDBR необходимы как минимум три специфические дигуанилатциклазы, повышающие уровень c-di-GMP, и предполагаем, что активация образования биоплёнки в ходе этого ответа основана на c-di-GMP-зависимой активации положительных регуляторов продукции биоплёнки. В совокупности полученные данные раскрывают, каким образом сборка жгутика активирует сигнальные контуры c-di-GMP и как V. cholerae использует эти сигналы для перехода из подвижного состояния в неподвижное.