Title:

Mutation-induced remodeling ofthe BfmRS two-component system in Pseudomonas aeruginosa clinical isolates

题目:

铜绿假单胞菌突变引起的BfmRs两组分系统在临床分离株中的重塑

出处:

Science Signaling

时间：

2020/12/03

研究机构:

西北大学

Abstract:

Genetic mutations are a primary driving force behind the adaptive evolution of bacterial pathogens. Multiple clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa, an important human pathogen, have naturally evolved one or more missense mutations in bfmS, which encodes the sensor histidine kinase of the BfmRS two-component system(TCS). A mutant BfmS protein containing both the L181P and E376Q substitutions increased the phosphorylation and thus the transcriptional regulatory activity of its cognate downstream response regulator, BfmR.This study highlights the plasticity of TCSs mediated by spontaneous mutations and suggests that mutation-induced activation of BfmRS may contribute to host adaptation by P. aeruginosa during chronic infections.

铜绿假单胞菌( Pseudomonas aeruginosa )是一种重要的人类病原体，经过多重临床分离后进化出一个或多个bfmS的错义突变，该突变编码BfmRS双组分系统( TCS )的感受态组氨酸激酶(一个突变的BfmS蛋白同时含有L181P和E376Q的替代物)，本研究创造性的发现了自发突变介导的TCSs的可塑性，阐明了突变诱导的BfmRS激活可能有助于铜绿假单胞菌在慢性感染过程中对宿主的适应。

本研究主要为了探究铜绿假单胞菌在感染过程中的进化和适应过程。

首先通过基因组测序分析揭示了铜绿假单胞菌CF分离株的反复突变模式，结合western blots，co-IP,酵母双杂交等，最后使用了LSPR技术检测了L181P / E376Q突变对BfmS ( G )或BfmScDK2 ( H )与BfmR结合亲和力的影响。

图S9: LSPR技术分析L181P / E376Q突变对BfmS ( G )或BfmScDK2 ( H )与BfmR结合亲和力的影响

LSPR实验结果表明，SUMO - BfmSc和SUMO - BfmScDK2与His6 - BfmR具有相似的结合活性，而SUMO-BfmSc和SUMO-BfmScDK2磷酸化His6 - BfmR的动力学相似，表明L181P / E376Q突变对BfmS从GtrS中分离BfmR的能力可能没有影响，对SUMOBfmSc将其磷酰基转移到His6 - BfmR的能力也没有影响。

本研究主要证明了在慢性感染期间，铜绿假单胞菌可以重塑其信号级联，整合不同的信号，调节从急性毒力到生物膜形成和慢性感染的主要生活方式转变。OpenSPR非常适用于感染领域病原菌侵染机制的相关研究，在研究蛋白发挥作用的关键结构域时，LSPR技术可为竞争分析实验提供高分辨率的对比结果。(生物网 www.mamobio.com)

Cao Q, Yang N, Wang Y, Xu C, Zhang X, Fan K, Chen F, Liang H, Zhang Y, Deng X, Feng Y, Yang CG, Wu M, Bae T, Lan L. Mutation-induced remodeling of the BfmRS two-component system in Pseudomonas aeruginosa clinical isolates. Sci Signal. 2020 Nov 3;13(656):eaaz1529. doi: 10.1126/scisignal.aaz1529. PMID: 33144518.