Published September 20, 2022
| Version v1
Publication
Open
The Flp type IV pilus operon of Mycobacterium tuberculosis is expressed upon interaction with macrophages and alveolar epithelial cells
Creators
- 1. University of Michigan–Dearborn
- 2. Centro Medico Nacional Siglo XXI
- 3. Mexican Social Security Institute
- 4. Instituto Politécnico Nacional
- 5. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
- 6. Hospital Infantil de México Federico Gómez
- 7. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
- 8. University of Arizona
Description
The genome of Mycobacterium tuberculosis (Mtb) harbors the genetic machinery for assembly of the Fimbrial low-molecular-weight protein (Flp) type IV pilus. Presumably, the Flp pilus is essential for pathogenesis. However, it remains unclear whether the pili genes are transcribed in culture or during infection of host cells. This study aimed to shed light on the expression of the Flp pili-assembly genes (tadZ, tadA, tadB, tadC, flp, tadE, and tadF) in Mtb growing under different growth conditions (exponential phase, stationary phase, and dormancy NRP1 and NRP2 phases induced by hypoxia), during biofilm formation, and in contact with macrophages and alveolar epithelial cells. We found that expression of tad/flp genes was significantly higher in the stationary phase than in exponential or NRP1 or NRP2 phases suggesting that the bacteria do not require type IV pili during dormancy. Elevated gene expression levels were recorded when the bacilli were in contact for 4 h with macrophages or epithelial cells, compared to mycobacteria propagated alone in the cultured medium. An antibody raised against a 12-mer peptide derived from the Flp pilin subunit detected the presence of Flp pili on intra- and extracellular bacteria infecting eukaryotic cells. Altogether, these are compelling data showing that the Flp pili genes are expressed during the interaction of Mtb with host cells and highlight a role for Flp pili in colonization and invasion of the host, subsequently promoting bacterial survival during dormancy.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يحتوي جينوم المتفطرة السلية (Mtb) على الآلية الوراثية لتجميع البروتين الخملي منخفض الوزن الجزيئي (Flp) من النوع الرابع. من المفترض أن شعرة Flp ضرورية للتسبب في المرض. ومع ذلك، لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت جينات الشعيرات قد تم نسخها في المزرعة أو أثناء عدوى الخلايا المضيفة. تهدف هذه الدراسة إلى تسليط الضوء على التعبير عن جينات التجميع الشعري Flp (tadZ، tadA، tadB، tadC، flp، tadE، و tadF) في نمو Mtb في ظل ظروف نمو مختلفة (الطور الأسي، الطور الثابت، ومراحل السكون NRP1 و NRP2 الناجمة عن نقص الأكسجة)، أثناء تكوين الأغشية الحيوية، وفي اتصال مع البلاعم والخلايا الظهارية السنخية. وجدنا أن التعبير عن جينات TAD/FLP كان أعلى بكثير في المرحلة الثابتة منه في المراحل الأسية أو NRP1 أو NRP2 مما يشير إلى أن البكتيريا لا تتطلب شعيرات من النوع الرابع أثناء السكون. تم تسجيل مستويات التعبير الجيني المرتفعة عندما كانت العصيات على اتصال لمدة 4 ساعات مع البلاعم أو الخلايا الظهارية، مقارنة بالبكتيريا المتفطرة التي تنتشر وحدها في الوسط المستنبت. اكتشف جسم مضاد تم رفعه ضد ببتيد 12 -مير مشتق من وحدة بيلين الفرعية وجود Flp pili على البكتيريا داخل وخارج الخلايا التي تصيب الخلايا حقيقية النواة. إجمالاً، هذه بيانات مقنعة تظهر أن جينات شعيرات Flp يتم التعبير عنها أثناء تفاعل Mtb مع الخلايا المضيفة وتسلط الضوء على دور شعيرات Flp في استعمار وغزو المضيف، وبالتالي تعزيز بقاء البكتيريا أثناء السكون.Translated Description (French)
Le génome de Mycobacterium tuberculosis (Mtb) abrite la machinerie génétique pour l'assemblage du pilus de type IV de la protéine de faible poids moléculaire (Flp) de Fimbrial. Vraisemblablement, le pilus de Flp est essentiel pour la pathogenèse. Cependant, il n'est pas clair si les gènes pili sont transcrits en culture ou lors de l'infection des cellules hôtes. Cette étude visait à faire la lumière sur l'expression des gènes d'assemblage des pili Flp (tadZ, tadA, tadB, tadC, flp, tadE et tadF) dans le Mtb en croissance dans différentes conditions de croissance (phase exponentielle, phase stationnaire et phases de dormance NRP1 et NRP2 induites par l'hypoxie), lors de la formation du biofilm, et en contact avec les macrophages et les cellules épithéliales alvéolaires. Nous avons constaté que l'expression des gènes TAD/flp était significativement plus élevée dans la phase stationnaire que dans les phases exponentielles ou NRP1 ou NRP2, ce qui suggère que les bactéries ne nécessitent pas de pili de type IV pendant la dormance. Des niveaux élevés d'expression génique ont été enregistrés lorsque les bacilles étaient en contact pendant 4 h avec des macrophages ou des cellules épithéliales, par rapport aux mycobactéries propagées seules dans le milieu de culture. Un anticorps dirigé contre un peptide 12-mer dérivé de la sous-unité de piline Flp a détecté la présence de Flp pili sur des bactéries intra- et extracellulaires infectant les cellules eucaryotes. Dans l'ensemble, ce sont des données convaincantes montrant que les gènes Flp pili sont exprimés pendant l'interaction de Mtb avec les cellules hôtes et mettent en évidence un rôle pour Flp pili dans la colonisation et l'invasion de l'hôte, favorisant par la suite la survie bactérienne pendant la dormance.Translated Description (Spanish)
El genoma de Mycobacterium tuberculosis (Mtb) alberga la maquinaria genética para el ensamblaje del pilus Fimbrial de proteína de bajo peso molecular (Flp) tipo IV. Presumiblemente, el pilus Flp es esencial para la patogénesis. Sin embargo, no está claro si los genes pili se transcriben en cultivo o durante la infección de las células huésped. Este estudio tuvo como objetivo arrojar luz sobre la expresión de los genes de ensamblaje de pili Flp (tadZ, tadA, tadB, tadC, flp, tadE y tadF) en Mtb que crecen en diferentes condiciones de crecimiento (fase exponencial, fase estacionaria y fases de latencia NRP1 y NRP2 inducidas por hipoxia), durante la formación de biopelículas y en contacto con macrófagos y células epiteliales alveolares. Encontramos que la expresión de los genes Tad/flp fue significativamente mayor en la fase estacionaria que en las fases exponencial o NRP1 o NRP2, lo que sugiere que las bacterias no requieren pili tipo IV durante la latencia. Se registraron niveles elevados de expresión génica cuando los bacilos estuvieron en contacto durante 4 h con macrófagos o células epiteliales, en comparación con las micobacterias propagadas solas en el medio de cultivo. Un anticuerpo generado contra un péptido 12-mer derivado de la subunidad de pilina Flp detectó la presencia de pili Flp en bacterias intra y extracelulares que infectan células eucariotas. En conjunto, estos son datos convincentes que muestran que los genes Flp pili se expresan durante la interacción de Mtb con las células huésped y resaltan el papel de Flp pili en la colonización e invasión del huésped, promoviendo posteriormente la supervivencia bacteriana durante la latencia.Files
pdf.pdf
Files
(7.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:6c965f629e4de7c9056871c0820509dd
|
7.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يتم التعبير عن شعرة FLP من النوع الرابع من المتفطرة السلية عند التفاعل مع البلاعم والخلايا الظهارية السنخية
- Translated title (French)
- L'opéron pilus Flp de type IV de Mycobacterium tuberculosis est exprimé lors de l'interaction avec les macrophages et les cellules épithéliales alvéolaires
- Translated title (Spanish)
- El operón de pilus Flp tipo IV de Mycobacterium tuberculosis se expresa tras la interacción con macrófagos y células epiteliales alveolares
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4297905868
- DOI
- 10.3389/fcimb.2022.916247
References
- https://openalex.org/W1600326538
- https://openalex.org/W1961207913
- https://openalex.org/W1979471280
- https://openalex.org/W1988930570
- https://openalex.org/W1990836521
- https://openalex.org/W1991373417
- https://openalex.org/W1992877258
- https://openalex.org/W2012579922
- https://openalex.org/W2015648468
- https://openalex.org/W2018983884
- https://openalex.org/W2020529446
- https://openalex.org/W2021369351
- https://openalex.org/W2028596545
- https://openalex.org/W2032419237
- https://openalex.org/W2039022519
- https://openalex.org/W2040391983
- https://openalex.org/W2045474332
- https://openalex.org/W2056115684
- https://openalex.org/W2065786781
- https://openalex.org/W2075879801
- https://openalex.org/W2076523221
- https://openalex.org/W2078565136
- https://openalex.org/W2084305505
- https://openalex.org/W2084420243
- https://openalex.org/W2085646009
- https://openalex.org/W2086052553
- https://openalex.org/W2093674717
- https://openalex.org/W2100069737
- https://openalex.org/W2103740237
- https://openalex.org/W2107654413
- https://openalex.org/W2110521895
- https://openalex.org/W2116200622
- https://openalex.org/W2119836979
- https://openalex.org/W2121695290
- https://openalex.org/W2123084649
- https://openalex.org/W2124704072
- https://openalex.org/W2125611853
- https://openalex.org/W2127903151
- https://openalex.org/W2131084277
- https://openalex.org/W2133467771
- https://openalex.org/W213580277
- https://openalex.org/W2148209490
- https://openalex.org/W2149170194
- https://openalex.org/W2155866621
- https://openalex.org/W2156114650
- https://openalex.org/W2156121801
- https://openalex.org/W2156808658
- https://openalex.org/W2157074163
- https://openalex.org/W2158023121
- https://openalex.org/W2162123770
- https://openalex.org/W2167536443
- https://openalex.org/W2169883440
- https://openalex.org/W2171228833
- https://openalex.org/W2254996583
- https://openalex.org/W2297143429
- https://openalex.org/W2400315638
- https://openalex.org/W2510369874
- https://openalex.org/W2519285438
- https://openalex.org/W2535274628
- https://openalex.org/W2556384117
- https://openalex.org/W2802044770
- https://openalex.org/W2972328832
- https://openalex.org/W3171694985
- https://openalex.org/W3174394604
- https://openalex.org/W3194000940
- https://openalex.org/W4220739858
- https://openalex.org/W4221026284
- https://openalex.org/W4249622281