Pilus (Dansk)
4 Pili
Pili er trådformede, ekstracellulære strukturer, der tillader bakterier at holde sig til biotiske og abiotiske overflader. En række pili er blevet identificeret på celleoverfladen af Aeromonas spp. med tidlige studier i første omgang at beskrive to forskellige pili typer på grund af deres strukturelle forskelle: kort-stiv (S/R) og lange bølgede (L/W) pili (Carrello, Silburn, Budden, & Chang, 1988; Ho, Mietzner, Smith, & Schoolnik, 1990)., Aeromonas stammer indsamlet fra miljøprøver blev rapporteret at fortrinsvis vise et stort antal S/R pili, hvorimod isolater fra kliniske prøver var mere tilbøjelige til at producere et lille antal L/W pili (Carrello et al., 1988); foreslår L / W pili at blive involveret i virulens. I Gram-negative bakterier, der er fire hovedgrupper af bakteriel pili: pili samlet af ‘anstandsdame-usher pathway”, type IV pili, pili samlet af ekstracellulær nuklear strategi og pili samlet af ‘alternative anstandsdame-usher pathway”. Aeromonas spp., har vist sig at udtrykke type i pili samlet af ‘chaperone-usher Path .ay’ og type IV pili. Ultrastrukturelle undersøgelser udført af Ho et al. (1990) på S/R pilus af A. hydrophila AH26 afsløret pilin (store gentage enhed af pilus) at have homologi med type i og Pap (pyelonefritis-forbundet pili) pili fra E. coli (Ho et al., 1990), og tilhører gruppen af pili samlet af chaperone-usher-vejen. Type i pili fra mesofile Aeromonas-arter er blevet forbundet med autoagglutination af celler, men ikke med patogenicitet., Overholdelse af undersøgelser fra Honma og Nakasone (1990) viste, at selv om deres A. hydrophila stamme (Ae6) var stærkt tilhænger af, at kanin og menneskers tarme, antistoffer, der er rejst til S/R pili ikke blokere overholdelse af celler og klippet ud S/R pili havde heller ingen affinitet til at være vært celler. De gener, der koder type jeg selv har nu været placeret i genomer af en række af Aeromonas-arter, herunder nogle mesophilic arter og psychrophilic aeromonad, A. salmonicida subsp salmonicida (Reith et al., 2008; Seshadri et al., 2006). I modsætning til mesofile aeromonader, type i pilus af A., salmonicida ser ud til at have en rolle i koloniseringen af atlanterhavslaks. Mutationsundersøgelser udført af dacanay og kolleger (2010) viste, at A. salmonicida, der mangler type i pilus operon, har en reduceret evne til at klæbe til mave-tarmkanalen i atlanterhavslaks. Når først den mutante evne til at invadere værten var blevet overholdt, var den dog sammenlignelig med den vilde type, hvilket tyder på, at type i pili kun var involveret i de indledende faser af koloniseringen (Dacanay et al ., 2010).
betydelige mængder arbejde udført på aeromonad adhæsion har koncentreret sig om L / W pili., Vedhæftningsundersøgelser med en række mesofile stammer i 1990 ‘ erne fremhævede betydningen af disse vedhæng i koloniseringen af værtsvæv., Mekanisk fjernelse af L/W pili fra bakteriecelle overflade, eller pre-behandling af bakterielle celler med en anti-pilin antistof, var vist at blokere bakteriel tilslutning til en række animalske og humane cellelinjer (Barnett & Kirov, 1999; Hokama, Honma, & Nakasone, 1990; Honma & Nakasone, 1990; Iwanaga & Hokama, 1992; Kirov, Hayward, & Nerrie, 1995; Nakasone, Iwanaga, Yamashiro, Nakashima, & Albert, 1996)., L/W pilins generelt har en molekylær vægt på mellem 19 og 23 kDa og er antigent forskellige, med kun den N-terminale aminosyre sekvens, der viser, homologi til type IV pilins (Kirov & Sanderson, 1996). Nogle type IV pili er i stand til at danne trådformede netværk eller bundter (Kirov, Hay .ard, et al., 1995), og det er især disse bundtdannende pili (BFP), der betragtes som vigtige koloniseringsfaktorer i mesofile Aeromonas spp. Den første BFP isoleret fra en art af Aeromonas var fra A., veronii biovar sobria (stamme BC88) (Kirov & Sanderson, 1996). Den N-terminale sekvens af de store pilin fra denne Bfp vises sekvens homologi med mannose-følsomme hæmagglutinin (MSHA) type IV pilin fra Vibrio cholerae (Kirov & Sanderson, 1996), der hører til den “klassiske” type IVa familie af pilins i forhold til type IVb familie, der Bfp normalt hører til. A. veronii bv. sobria bundtdannende pilus blev efterfølgende vist ved genetiske midler at være medlem af MSHA pilus-familien (Hadi et al., 2012)., Udtryk for MSHA pilus i disse undersøgelser viste sig at være miljømæssigt reguleret som A. veronii biovar sobria viste øget udtryk, når der dyrkes på 22 °C i flydende kultur, i forhold til 37 °C på fast medie (Kirov & Sanderson, 1996). Disse resultater var også enige med tidligere undersøgelser fra Kirov, Hay .ard, et al. (1995), hvor A. veronii bv. sobria isolater viste optimal ekspression af trådformede strukturer ved 22.C, med nogle få miljøstammer, der viste optimal ekspression ved 7. C. Yderligere undersøgelser af typen IV pili til stede på A. veronii bv., sobria resulterede i opdagelsen af et nyt type IV pilus-system, Tap pilus, som viste sig at afvige væsentligt fra BFP (Kirov & Sanderson, 1996). Kort efter sin første påvisning i A. veronii bv. sobria, Tryk pili biogenese gener blev identificeret i A. hydrophila (Ah65) (tapABCD) og fandt, at dele homologi med type IV-pilus gener i P. aeruginosa (pilABCD); gener fra A. hydrophila var i stand til at supplere tilsvarende mutationer i P. aeruginosa (Pepe, Eklund, & Strom, 1996)., Selvom Tap pili er til stede i alle Aeromonas-stammer, hvis genomer er hidtil sekventeret, vides meget lidt om deres funktion. Sletning af Tap pilin genet (tapA), og derfor sletning af Tap pilus filament, havde ingen effekt på evnen af klinisk A. veronii bv. sobria isolater at holde sig til HEp-2 celler, holde sig til den menneskelige tarm-celler eller kolonisere en ung mus model; tilsvarende resultater blev rapporteret med en fisk isolat af A. hydrophila (Kirov, Barnett, Pepe, Strom, & Albert, 2000)., Tap pilus bidrager til patogeniciteten af den psykrofile aeromonad A. salmonicida subsp. salmonicida, når de inficerer atlanterhavslaks; skønt det ikke er vigtigt for virulens, da tapA-mutanter bevarer meget af deres evne til at kolonisere værten (Boyd et al., 2008). Genekspression-analyse i A. salmonicida har vist, at Tap-pilus er constitutively udtryk, og sammen med tapABCD, Tap-pilus system er også kodet på en anden 18 gener spredt ud over hele genomet (Boyd et al., 2008), svarende til type IV pili-generne af Pseudomonas og Neisseria spp., (Mattick, 2002). Mens Tap pilus ‘ rolle stadig skal belyses, har dens biogenese stærke konsekvenser i virulens på andre måder. TapD, en prepilinpeptidase (Pepe et al., 1996), er ikke kun nødvendig for behandling af prepilins (fra flere pilus systemer), før de indgår i den pilus glødetråd, men også for de behandling af pseudopilins af T2SS, der er af afgørende betydning for udskillelsen af mange virulens faktorer, såsom proteaser, haemolysin og DNase (Hadi et al., 2012; Kirov et al., 2000).,
sammen med MSHA og Tap pilus er en tredje type IV pilus, der tilhører Type IVb-klassen, også blevet identificeret i A. salmonicida subsp. salmonicida, navngivet Flp pilus på grund af sin homologi med Flp-systemet af Actinobacillus actinomycetemcomitans (Boyd et al., 2008). I A. salmonicida er generne for denne pilus placeret i en enkelt operon (flpA-L), og dens ekspression er jernreguleret, med opregulering af generne, der forekommer under lave jernbetingelser (Boyd et al., 2008)., Meget lidt er kendt om den rolle, Flp pilus i Aeromonas, og på trods af at være et reguleret system, det gør ikke vises for at være involveret i A. salmonicida virulens som flp-mangelfuld stammer fuldt bevaret deres evne til at kolonisere og inficere Atlantisk laks (Boyd et al., 2008). Flp pilus har vist sig at være udbredt blandt bakterier og bidrager til biofilmdannelse og autoagglutination (Kachlany et al.,, 2000; Planet, Kachlany, fin, DeSalle, & Figurski, 2003); det kan derfor være vigtigere i bakterier–bakterier interaktioner snarere end værtscelleinteraktioner.
derfor er tre forskellige type IV pili-systemer blevet beskrevet i aeromonader, hvor de fleste arter besidder mindst to af disse. For mesophilic aeromonads, tidlig tilslutning undersøgelser i 1990’erne foreslog, at MSHA bundle-danner pilus er den største trådet vedhæng ansvarlig for vævs-tilslutning og kolonisering, men kun for nylig var dette, der er genetisk bestemt af Hadi et al., (2012). En 22 kb Bfp MSHA locus blev isoleret og karakteriseret fra A. veronii bv. sobria, som viste sig at bestå af 17 gener arrangeret i to operoner, hvoraf fire kodede prepiliner (en større og tre mindre) underenhederne af pilus filament (Hadi et al., 2012). Det blev konkluderet, at alle fire prepiliner er essentielle for pilus biogenese med individuelle mutationer i hvert prepilin-gen, hvilket reducerer bakteriel adhærens til HEp-2-celler med 90% (Hadi et al., 2012). Mutanternes evne til at danne biofilm blev også analyseret og demonstreret, at MSHA pilus-generne af A. veronii bv., sobria er afgørende for dannelse af biofilm. Disse undersøgelser bekræftede, at MSHA pilus er det største adherencesystem i A. veronii bv. sobria og dette kunne også være tilfældet for andre mesofile Aeromonas-arter. Selvom MSHA pilus operon er til stede i A. salmonicida, er der en deletion af otte gener i operonen, inklusive genet, der koder for major pilin (Boyd et al., 2008). MSHA pilus i A. salmonicida forventes derfor ikke at blive udtrykt og synes derfor kun at hjælpe virulensen af mesofile aeromonader.