Rho GTPase活性化細菌毒素：細菌性毒性調節から真核生物細胞生物学まで

細菌性病原体と宿主の相互作用に関する研究は、真核生物および原核生物の生物学の主要な機能に関する非常に貴重な情報源を提供しました。さらに、細胞微生物学として知られるこの拡大する研究分野では、トランスキングダムの機能的相互作用の魅力的な例が明らかになりました。細菌因子は、実際に真核生物細胞機械を活用して、宿主内の浸潤と増殖を促進するために洗練された分子戦略を使用しています。ここでは、Rho GTPaseを活性化し、ユビキチン/プロテアソーム機械を利用することにより、真核細胞の活性を調節する細菌毒素のファミリーをレビューします。ヒトおよび動物の病原性グラム陰性菌に見られるこのファミリーは、大腸菌およびエルシニア種の細胞毒性壊死因子（CNF）、およびボルデテラ種の皮膚癒合毒素を包含しています。これらの細菌因子の遺伝学、生化学、分子および細胞の生物学を調査し、CNF1毒素の観点から、尿路感染症によって産生されるRho GtPase活性化毒素のパラダイムである、病原性大腸菌を引き起こす尿路感染症によって生成されます。細菌の浸潤と宿主の炎症反応との間の重要なつながりが明らかになるため、CNF1の作用モードとその関連Rho GTPaseターゲティング毒素は、基本および医学研究の主要な問題に対処し、宿主と病原体の相互作用のための特権的な実験モデルを構成します。

Studies on the interactions of bacterial pathogens with their host have provided an invaluable source of information on the major functions of eukaryotic and prokaryotic cell biology. In addition, this expanding field of research, known as cellular microbiology, has revealed fascinating examples of trans-kingdom functional interplay. Bacterial factors actually exploit eukaryotic cell machineries using refined molecular strategies to promote invasion and proliferation within their host. Here, we review a family of bacterial toxins that modulate their activity in eukaryotic cells by activating Rho GTPases and exploiting the ubiquitin/proteasome machineries. This family, found in human and animal pathogenic Gram-negative bacteria, encompasses the cytotoxic necrotizing factors (CNFs) from Escherichia coli and Yersinia species as well as dermonecrotic toxins from Bordetella species. We survey the genetics, biochemistry, molecular and cellular biology of these bacterial factors from the standpoint of the CNF1 toxin, the paradigm of Rho GTPase-activating toxins produced by urinary tract infections causing pathogenic Escherichia coli. Because it reveals important connections between bacterial invasion and the host inflammatory response, the mode of action of CNF1 and its related Rho GTPase-targetting toxins addresses major issues of basic and medical research and constitutes a privileged experimental model for host-pathogen interaction.