Published January 1, 2021 | Version v1
Publication Metadata-only

Deletion of Polyamine Transport Protein PotD Exacerbates Virulence in Glaesserella (Haemophilus) parasuis in the Form of Non-biofilm-generated Bacteria in a Murine Acute Infection Model

Creators

  • 1. Academy of Military Medical Sciences
  • 2. Sichuan University
  • 3. Xinjiang Medical University
  • 4. Joslin Diabetes Center
  • 5. Harvard University Press
  • 6. Hebei University of Engineering
  • 7. First Affiliated Hospital of GuangXi Medical University
  • 8. First Affiliated Hospital of Zhengzhou University
  • 9. First Hospital of China Medical University
  • 10. Chinese PLA General Hospital
  • 11. Third Xiangya Hospital
  • 12. Central South University
  • 13. Shandong Provincial Hospital
  • 14. Hospital 463 People's Liberation Army
  • 15. Beihang University
  • 16. Fudan University
  • 17. Chinese Academy of Sciences
  • 18. Southwest Medical University
  • 19. Communication University of Zhejiang
  • 20. Kaohsiung Medical University
  • 21. Kaohsiung Medical University Chung-Ho Memorial Hospital
  • 22. Cornell University
  • 23. Peking University
  • 24. Xizang Minzu University
  • 25. Sichuan Academy of Medical Sciences & Sichuan Provincial People's Hospital
  • 26. University of Electronic Science and Technology of China
  • 27. Sun Yat-sen University
  • 28. Southwest University
  • 29. Hangzhou Xixi hospital
  • 30. Xian Center for Disease Control and Prevention
  • 31. The First Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University
  • 32. Beijing Jishuitan Hospital
  • 33. Hainan Medical University
  • 34. Guangzhou Center for Disease Control and Prevention
  • 35. Northwest A&F University
  • 36. Guangxi Medical University
  • 37. Hunan Agricultural University
  • 38. Southern Medical University
  • 39. Army Medical College
  • 40. Army Medical University
  • 41. East China University of Technology
  • 42. Zhejiang A & F University
  • 43. Hubei Provincial Center for Disease Control and Prevention
  • 44. Nanjing Medical University
  • 45. Xi'an Jiaotong University
  • 46. Sichuan Agricultural University
  • 47. Huazhong University of Science and Technology
  • 48. Peking Union Medical College Hospital
  • 49. Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College

Description

Polyamines are small, polycationic molecules with a hydrocarbon backbone and multiple amino groups required for optimal cell growth. The potD gene, belonging to the ABC (ATP-binding cassette) transport system potABCD, encodes the bacterial substrate-binding subunit of the polyamine transport system, playing a pivotal role in bacterial metabolism and growth. The swine pathogen Glaesserella parasuis possesses an intact pot operon, and the studies presented here mainly examined the involvement of PotD in Glaesserella pathogenesis. A potD-deficient mutant was constructed using a virulent G. parasuis strain SC1401 by natural transformation; immuno-electron microscopy was used to identify the subcellular location of native PotD protein; an electron microscope was adopted to inspect biofilm and bacterial morphology; immunofluorescence technique was employed to study cellular adhesion, the levels of inflammation and apoptosis. The TSA++-pre-cultured mutant strain showed a significantly reduced adhesion capacity to PK-15 and MLE-12 cells. Likewise, we also found attenuation in virulence using murine models focusing on the clinical sign, H&E, and IFA for inflammation and apoptosis. However, when the mutant was grown in TSB++, virulence recovered to normal levels, along with a high level of radical oxygen species formation in the host. The expression of PotD could actively stimulate the production of ROS in Raw 264.7. Our data suggested that PotD from G. parasuis has a high binding potential to polyamine, and is essential for the full bacterial virulence within mouse models. However, the virulence of the potD mutant is highly dependent on its TSA++ culture conditions rather than on biofilm-formation.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

البوليامينات هي جزيئات صغيرة متعددة الكاتيونات ذات عمود فقري هيدروكربوني ومجموعات أمينية متعددة مطلوبة لنمو الخلية الأمثل. الجين potD، الذي ينتمي إلى نظام النقل ABC (كاسيت ربط ATP) potABCD، يشفر الوحدة الفرعية لربط الركيزة البكتيرية لنظام نقل البوليامين، ويلعب دورًا محوريًا في التمثيل الغذائي للبكتيريا ونموها. يمتلك العامل الممرض للخنازير Glaesserella Parasuis عملية وعاء سليمة، وقد فحصت الدراسات المقدمة هنا بشكل أساسي تورط PotD في التسبب في مرض Glaesserella. تم بناء متحولة تعاني من نقص في potD باستخدام سلالة G. Parasuis SC1401 الخبيثة عن طريق التحول الطبيعي ؛ تم استخدام المجهر الإلكتروني المناعي لتحديد الموقع تحت الخلوي لبروتين PotD الأصلي ؛ تم اعتماد المجهر الإلكتروني لفحص الغشاء الحيوي والمورفولوجيا البكتيرية ؛ تم استخدام تقنية التألق المناعي لدراسة الالتصاق الخلوي ومستويات الالتهاب والموت المبرمج. أظهرت سلالة المتحولة المزروعة مسبقًا TSA++ انخفاضًا كبيرًا في قدرة الالتصاق بخلايا PK -15 و MLE -12. وبالمثل، وجدنا أيضًا توهينًا في الفوعة باستخدام نماذج الفئران التي تركز على العلامة السريرية، H&E، و IFA للالتهاب والموت المبرمج. ومع ذلك، عندما نمت الطفرة في TSB++، تعافت الفوعة إلى المستويات الطبيعية، إلى جانب مستوى عالٍ من تكوين أنواع الأكسجين الجذري في المضيف. يمكن أن يحفز تعبير PotD بنشاط إنتاج ROS في RAW 264.7. تشير بياناتنا إلى أن PotD من G. Parasuis لديه قدرة ربط عالية للبوليامين، وهو ضروري للفوعة البكتيرية الكاملة داخل نماذج الفئران. ومع ذلك، فإن ضراوة متحولة potD تعتمد بشكل كبير على ظروف ثقافة TSA++ بدلاً من تكوين الأغشية الحيوية.

Translated Description (French)

Les polyamines sont de petites molécules polycationiques avec un squelette hydrocarboné et de multiples groupes aminés nécessaires à une croissance cellulaire optimale. Le gène potD, appartenant au système de transport ABC (ATP-binding cassette) potABCD, code pour la sous-unité bactérienne de liaison au substrat du système de transport des polyamines, jouant un rôle central dans le métabolisme et la croissance bactérienne. L'agent pathogène porcin Glaesserella parasuis possède un opéron en pot intact, et les études présentées ici ont principalement examiné l'implication du PotD dans la pathogenèse de Glaesserella. Un mutant déficienten potD a été construit en utilisant une souche virulente de G. parasuis SC1401 par transformation naturelle ; la microscopie immuno-électronique a été utilisée pour identifier l'emplacement subcellulaire de la protéine PotD native ; un microscope électronique a été adopté pour inspecter le biofilm et la morphologie bactérienne ; une technique d'immunofluorescence a été utilisée pour étudier l'adhésion cellulaire, les niveaux d'inflammation et d'apoptose. La souche mutante précultivée TSA++ a montré une capacité d'adhésion significativement réduite aux cellules PK-15 et MLE-12. De même, nous avons également constaté une atténuation de la virulence à l'aide de modèles murins axés sur le signe clinique, l'H&E et l'IFA pour l'inflammation et l'apoptose. Cependant, lorsque le mutant a été cultivé dans le TSB++, la virulence s'est rétablie à des niveaux normaux, ainsi qu'un niveau élevé de formation d'espèces radicalaires oxygénées chez l'hôte. L'expression de PotD pourrait stimuler activement la production de ROS dans Raw 264.7. Nos données suggèrent que la PotD de G. parasuis a un fort potentiel de liaison à la polyamine et est essentielle pour la virulence bactérienne complète dans les modèles murins. Cependant, la virulence du mutant potD dépend fortement de ses conditions de culture TSA++ plutôt que de la formation du biofilm.

Translated Description (Spanish)

Las poliaminas son moléculas pequeñas y policatiónicas con una cadena principal de hidrocarburos y múltiples grupos amino necesarios para un crecimiento celular óptimo. El gen potD, perteneciente al sistema de transporte ABC (casete de unión a ATP) potABCD, codifica la subunidad de unión al sustrato bacteriano del sistema de transporte de poliaminas, desempeñando un papel fundamental en el metabolismo y el crecimiento bacteriano. El patógeno porcino Glaesserella parasuis posee un operón pot intacto, y los estudios presentados aquí examinaron principalmente la participación de PotD en la patogénesis de Glaesserella. Se construyó un mutante deficiente en potD utilizando una cepa SC1401 de G. parasuis virulenta mediante transformación natural; se utilizó microscopía inmunoelectrónica para identificar la ubicación subcelular de la proteína PotD nativa; se adoptó un microscopio electrónico para inspeccionar la biopelícula y la morfología bacteriana; se empleó la técnica de inmunofluorescencia para estudiar la adhesión celular, los niveles de inflamación y la apoptosis. La cepa mutante precultivada TSA++ mostró una capacidad de adhesión significativamente reducida a las células PK-15 y MLE-12. Del mismo modo, también encontramos atenuación en la virulencia utilizando modelos murinos centrados en el signo clínico, H&E e IFA para la inflamación y la apoptosis. Sin embargo, cuando el mutante se cultivó en TSB++, la virulencia se recuperó a niveles normales, junto con un alto nivel de formación de especies radicales de oxígeno en el huésped. La expresión de PotD podría estimular activamente la producción de Ros en RAW 264.7. Nuestros datos sugirieron que PotD de G. parasuis tiene un alto potencial de unión a la poliamina y es esencial para la virulencia bacteriana completa en modelos de ratón. Sin embargo, la virulencia del mutante potD depende en gran medida de sus condiciones de cultivo TSA++ en lugar de la formación de biopelículas.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يؤدي حذف وعاء بروتين نقل البوليامين إلى تفاقم الفوعة في طفيليات الغليسيريلا (المستدمية) في شكل بكتيريا غير بيولوجية في نموذج عدوى الفئران الحادة
Translated title (French)
Suppression de la protéine de transport de polyamine PotD Exacerbates Virulence in Glaesserella (Haemophilus) parasuis in the Form of Non-biofilm-generated Bacteria in a Murine Acute Infection Model
Translated title (Spanish)
La deleción de la proteína de transporte de poliamina PotD exacerba la virulencia en Glaesserella (Haemophilus) parasuis en forma de bacterias no generadas por biopelículas en un modelo de infección aguda murina

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4394202325
DOI
10.6084/m9.figshare.13686190

Is supplement to
https://openalex.org/W4388202013 (Other)
https://openalex.org/W3180304755 (Other)
https://openalex.org/W3133938346 (Other)
https://openalex.org/W3131527100 (Other)
https://openalex.org/W2911275491 (Other)
https://openalex.org/W2896567050 (Other)
https://openalex.org/W2336024593 (Other)
https://openalex.org/W2102979443 (Other)
https://openalex.org/W2091185511 (Other)
https://openalex.org/W1641596209 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China