Clostridium perfringensのREVR応答レギュレーターによる病原性の調節

Clostridium perfringensは、クロストリジウム筋閉鎖またはガス壊gangを引き起こし、いくつかの細胞外加水分解酵素と毒素を産生します。その多くはVirSRシグナル伝達システムによって調節されています。REVR遺伝子は、他のグラム陽性細菌のYYCF（WALR）、VICR、PHOB、およびPHOPタンパク質と類似性を持つ推定孤児反応調節因子をコードします。REVRは、N末端レシーバードメインと、推定翼のヘリックスターンヘリックスDNA結合領域を備えたC末端ドメインを備えた古典的な応答レギュレーターのようです。その機能的役割を決定するために、REVR変異体は対立遺伝子交換によって構築され、マイクロアレイ分析によって野生型と比較されました。結果は、細胞壁の代謝に関与するいくつかの遺伝子を含む、変異体で100を超える遺伝子が差次的に発現されたことを示した。Revr変異体には細胞形態が変化しました。野生型で観察された短いロッドとは異なり、変異細胞は長いフィラメントを形成しました。これらの変化は、野生型REVR遺伝子を運んだプラスミドで補完すると逆転しました。細胞外加水分解酵素（シアリダーゼ、ヒアルロニダーゼ、およびαクロストリピン）をコードするいくつかの遺伝子は、REVR変異体で示差的に発現しました。定量的酵素アッセイにより、これらの変化は酵素活性の変化につながり、補体が野生型表現型を回復したことが確認されました。最も重要なことは、REVR変異体は、野生型および補完された株と比較して、マウス筋炎モデルの病原性に対して減衰したことです。これらの結果は、RevRがC. perfringensの病原性を調節するという証拠を提供します。これは、この重要な病原体の病原性を調節することが示されたVirr以外の最初の応答調節因子です。

Clostridium perfringens causes clostridial myonecrosis or gas gangrene and produces several extracellular hydrolytic enzymes and toxins, many of which are regulated by the VirSR signal transduction system. The revR gene encodes a putative orphan response regulator that has similarity to the YycF (WalR), VicR, PhoB, and PhoP proteins from other Gram-positive bacteria. RevR appears to be a classical response regulator, with an N-terminal receiver domain and a C-terminal domain with a putative winged helix-turn-helix DNA binding region. To determine its functional role, a revR mutant was constructed by allelic exchange and compared to the wild type by microarray analysis. The results showed that more than 100 genes were differentially expressed in the mutant, including several genes involved in cell wall metabolism. The revR mutant had an altered cellular morphology; unlike the short rods observed with the wild type, the mutant cells formed long filaments. These changes were reversed upon complementation with a plasmid that carried the wild-type revR gene. Several genes encoding extracellular hydrolytic enzymes (sialidase, hyaluronidase, and α-clostripain) were differentially expressed in the revR mutant. Quantitative enzyme assays confirmed that these changes led to altered enzyme activity and that complementation restored the wild-type phenotype. Most importantly, the revR mutant was attenuated for virulence in the mouse myonecrosis model compared to the wild type and the complemented strains. These results provide evidence that RevR regulates virulence in C. perfringens; it is the first response regulator other than VirR to be shown to regulate virulence in this important pathogen.