Pilus (Polski)
4 Pili
pili to włókniste, pozakomórkowe struktury, które umożliwiają bakteriom przyleganie do powierzchni biotycznych i abiotycznych. Na powierzchni komórek Aeromonas spp zidentyfikowano różne gatunki pili. z wczesnych badań początkowo opisujących dwa odrębne typy pili ze względu na ich różnice strukturalne: krótko-sztywne (S/R) i długo-faliste (L/W) pili (Carrello, Silburn, Budden, & Chang, 1988; Ho, Mietzner, Smith, & Schoolnik, 1990)., Stwierdzono, że szczepy Aeromonas pobrane z próbek środowiskowych preferencyjnie wykazują dużą liczbę S / R pili, podczas gdy Izolaty z próbek klinicznych były bardziej narażone na wytwarzanie małej liczby L / w pili (Carrello et al., 1988); proponując L / w pili udział w zjadliwości. W Gram-ujemnych bakteriach istnieją cztery główne grupy bakterii pili: pili zmontowane przez „szlak chaperone-usher”, Typ IV pili, pili zmontowane przez zewnątrzkomórkowy szlak zarodkowania i pili zmontowane przez „alternatywny szlak chaperone-usher”. Aeromonas spp., stwierdzono ekspresję typu i pili złożoną metodą „chaperone-usher pathway” i typu IV pili. Badania ultrastrukturalne przeprowadzone przez Ho et al. (1990) Na S / R pilus A. hydrophila AH26 ujawnił pilin (główna powtarzająca się Jednostka pilus) mieć homologię z typu I i Pap (pyelonephritis-associated pili) pili z E. coli (Ho et al., 1990), a także należy do grupy pili zgromadzonych przez szlak chaperone-usher. Pili typu i z mezofilnych gatunków Aeromonas były związane z autoaglutynacją komórek, ale nie z patogennością., Badania Adherence przeprowadzone przez Honma i Nakasone (1990) wykazały, że chociaż ich szczep A. hydrophila (Ae6) był wysoce przylegający do królików i ludzkich jelit, przeciwciała wyniesione na S/R pili nie blokują przylegania do komórek, a odcięte S/R pili również nie miały powinowactwa do komórek gospodarza. Geny kodujące typ i pili znajdują się obecnie w genomach wielu gatunków Aeromonas, w tym niektórych gatunków mezofilnych i psychrofilowego aeromonada, A. salmonicida subsp salmonicida (Reith et al., 2008; Seshadri et al., 2006). W przeciwieństwie do aeromonad mezofilnych, rodzaj i pilus A., salmonicida wydaje się odgrywać rolę w kolonizacji łososia atlantyckiego. Badania mutacyjne przeprowadzone przez Dacanaya i współpracowników (2010) wykazały, że „A. salmonicida” pozbawiona „pilus OPERON” typu i ” ma zmniejszoną zdolność przylegania do przewodu pokarmowego łososia atlantyckiego. Jednakże, po zastosowaniu, zdolność mutantów do inwazji gospodarza była porównywalna do typu dzikiego, co sugeruje, że typ i pili jest zaangażowany tylko w początkowych etapach kolonizacji (Dacanay et al., 2010).
znaczna część prac nad adhezją aeromonad skupiła się na L/w pili., Badania Adherence z różnymi szczepami mezofilnymi w latach 90. wykazały znaczenie tych przydatków w kolonizacji tkanek żywiciela., Wykazano, że mechaniczne usunięcie L/w pili z powierzchni komórek bakteryjnych lub wstępne leczenie komórek bakteryjnych przeciwciałem anty-pilin blokuje przyleganie bakterii do różnych linii komórek zwierzęcych i ludzkich (Barnett & Kirov, 1999; Hokama, Honma, & Nakasone, 1990; Honma & Nakasone, 1990; Honma Nakasone, 1990; iwanaga & hokama, 1992; Kirov, Hayward, & nerrie, 1995; Nakasone, iwanaga, Yamashiro, Nakashima, & , L / w piliny mają zwykle masę cząsteczkową między 19 a 23 kDa i są zróżnicowane antygenowo, tylko N-końcowa Sekwencja aminokwasowa wykazuje homologię do pilin typu IV (Kirov & Sanderson, 1996). Niektóre pili typu IV są w stanie tworzyć sieci nitkowate lub wiązki (Kirov, Hayward, et al., 1995) i to właśnie te pili tworzące wiązki (Bfp) są uważane za główne czynniki kolonizacyjne w mezofilnych Aeromonas spp. Pierwszy Bfp wyizolowany z gatunku Aeromonas pochodził z A., veronii biovar sobria (szczep BC88) (Kirov & Sanderson, 1996). N-końcowa Sekwencja dużego pilina z tego Bfp wykazała homologię sekwencji z czułym na mannozę hemaglutyniną (MSHA) typu IV pilin z Vibrio cholerae (Kirov & Sanderson, 1996), która należy do 'klasycznej' rodziny pilinów typu Iva w porównaniu do rodziny IVb, do której zwykle należą Bfp. A. veronii bv. pilus tworzący wiązkę sobria został następnie wykazany genetycznie jako członek rodziny PILUS MSHA (Hadi et al., 2012)., Ekspresja MSHA pilus w tych badaniach wydawała się być regulowana środowiskowo, ponieważ A. veronii biovar sobria wykazywała zwiększoną ekspresję po wyhodowaniu w temperaturze 22 °C w hodowli płynnej, w porównaniu do 37 °C na nośnikach stałych (Kirov & Sanderson, 1996). Wyniki te zgadzały się również z wcześniejszymi badaniami Kirowa, Haywarda i in. (1995), gdzie A. veronii bv. Izolaty sobria wykazywały optymalną ekspresję struktur nitkowatych w temperaturze 22 °c, z kilkoma środowiskowymi szczepami wykazującymi optymalną ekspresję w temperaturze 7 °C. dalsze badania typu IV pili obecne na A. veronii bv., w wyniku odkrycia nowego systemu pilus typu IV, Tap pilus, który okazał się znacznie różnić od Bfp (Kirov & Sanderson, 1996). Krótko po jego początkowym wykryciu u A. veronii bv. geny biogenezy sobria, Tap pili zidentyfikowano u A. hydrophila (Ah65) (tapABCD) i stwierdzono, że mają wspólną homologię z genami pilus typu IV u P. aeruginosa( pilABCD); geny z A. hydrophila były w stanie uzupełnić odpowiednie mutacje u P. aeruginosa (Pepe, Eklund, & Strom, 1996)., Chociaż Tap pili są obecne we wszystkich szczepach Aeromonas, których genomy zostały do tej pory zsekwencjonowane, bardzo niewiele wiadomo na temat ich funkcji. Delecja genu Tap pilin (tapA), a zatem delecja filamentu Tap pilus, nie miała wpływu na zdolność kliniczną A. veronii bv. sobria izoluje się w celu przylegania do komórek HEp-2, przylegania do ludzkich komórek jelitowych lub kolonizacji modelu młodej myszy; podobne wyniki odnotowano również w przypadku rybiego izolatu A. hydrophila (Kirov, Barnett, Pepe, Strom,& Albert, 2000)., Tap pilus przyczynia się do patogenności psychrofilowego aeromonada A. salmonicida subsp. salmonicida, jednak, podczas infekcji łososia atlantyckiego; chociaż nie jest to niezbędne dla zjadliwości, jak mutanty tapA zachowują wiele z ich zdolności do kolonizacji gospodarza (Boyd et al., 2008). Analiza ekspresji genów u A. salmonicida wykazała, że Tap pilus jest konstytutywnie wyrażany i wraz z tapABCD, system Tap pilus jest również kodowany na innych 18 genach rozrzuconych wokół genomu (Boyd et al., 2008), podobne do genów pili typu IV Pseudomonas i Neisseria spp., (Mattick, 2002). Podczas gdy rola Tap pilus pozostaje do wyjaśnienia, jego biogeneza ma silne implikacje w zjadliwości na inne sposoby. TapD, peptydaza prepilinowa (Pepe et al., 1996) jest wymagany nie tylko do przetwarzania prepilin (z wielu systemów pilus), zanim zostaną włączone do filamentu pilus, ale także do przetwarzania pseudopilin z T2SS, które są niezbędne do wydzielania wielu czynników zjadliwości, takich jak proteazy, hemolizyna i Dnaza (Hadi et al., 2012; Kirov i in., 2000).,
wraz z „MSHA” i „Tap pilus” w ” A. salmonicida subsp. salmonicida, nazwany Flp pilus ze względu na jego homologii z systemem Flp Actinobacillus actinomycetemcomitans (Boyd et al., 2008). U A. salmonicida geny tego pilusa znajdują się w pojedynczym operonie (flpA-L), a jego ekspresja jest regulowana żelazem, z upregulacją genów zachodzących w warunkach niskiej zawartości żelaza (Boyd et al., 2008)., Bardzo niewiele wiadomo o roli Flp pilus w Aeromonas i pomimo tego, że jest regulowanym systemem, nie wydaje się być zaangażowany w zjadliwość A. salmonicida, ponieważ szczepy z niedoborem flp w pełni zachowały swoją zdolność do kolonizacji i zarażania łososia atlantyckiego (Boyd et al., 2008). Stwierdzono, że Flp pilus jest szeroko rozpowszechniony wśród bakterii i przyczynia się do tworzenia biofilmu i autoaglutynacji (Kachlany et al.,, 2000; Planet, Kachlany, Fine, DeSalle, & Figurski, 2003); dlatego może być ważniejsza w interakcjach bakteria-bakterie, a nie komórki gospodarza.
W przypadku aeromonad mezofilnych wczesne badania adherencji w latach 90. sugerowały, że pilus tworzący wiązkę MSHA jest głównym nitkowatym wyrostkiem odpowiedzialnym za przyleganie do tkanek i kolonizację, jednak dopiero niedawno zostało to genetycznie ustalone przez Hadiego i wsp., (2012). 22 kb BFP MSHA locus został wyodrębniony i scharakteryzowany z A. veronii bv. sobria, która została znaleziona składa się z 17 genów ułożonych w dwa operony, z których cztery kodowane prepiliny (jeden główny i trzy mniejsze)podjednostki żarnika pilus (Hadi et al., 2012). Stwierdzono, że wszystkie cztery prepiliny są niezbędne do biogenezy pilus z indywidualnymi mutacjami w każdym Genie prepiliny zmniejszającymi przyczepność bakterii do komórek HEp-2 o 90% (Hadi et al., 2012). Zbadano również zdolność mutantów do tworzenia biofilmów i wykazano, że geny MSHA pilus A. veronii bv., sobria są niezbędne do tworzenia biofilmu. Badania te potwierdziły, że MSHA pilus jest głównym systemem adhezji u A. veronii bv. sobria i może tak być również w przypadku innych mezofilnych gatunków Aeromonas. Chociaż MSHA pilus operon jest obecny u A. salmonicida, istnieje delecja ośmiu genów w obrębie Operonu, w tym genu kodującego główną pilinę (Boyd et al., 2008). W związku z tym nie oczekuje się, że MSHA pilus u A. salmonicida zostanie wyrażony, a zatem wydaje się, że wspomaga zjadliwość aeromonad mezofilnych.