病因に関連する型IV分泌システムによるr388誘導体の細菌とヒト細胞の両方への移動

細菌型IV分泌システム（T4SS）は、動物細胞への細菌の結合やタンパク質転座などのプロセスに関与しています。この作業では、DNA移動の病原性に関与するT4SSの基質を切り替えました。プラスミドR388の共役機構の一部を含むプラスミドは、ヒトの型豊富な細胞内病原体Bartonella henselaeのT4SSによって、レシピエント細菌とヒト血管内皮細胞の両方に転送されました。ヒト細胞の約2％がプラスミドから緑色の蛍光タンパク質（GFP）遺伝子を発現しました。異なるサイズのプラスミドは、同様の効率で転送されました。B. henseLaeは、2つのT4SSのコードです：Virb/Vird4とTRW。ΔVirb変異株は導入不足であったが、ΔTRWE変異体はDNA移動でわずかに損なわれていなかった。DNA移動は、すべての場合において、共役弛緩酵素であるR388のタンパク質TRWCに依存しており、共役様メカニズムによって発生することを意味します。TRWCのDNAヘリカーゼ欠損変異体は、DNA移動を促進できませんでした。R388の結合タンパク質であるTRWBが存在しない場合、DNA移動効率は1 logを低下させました。同じ低効率が、T4SSとの相互作用に関与する領域のTRWB点突然変異で得られました。TRWBは細菌の2ハイブリッドアッセイでVirb10と相互作用し、Virb/Vird4 T4SSのR388基質のリクルーターとして作用する可能性があることを示唆しています。TRWB ATPase変異体は支配的な陰性として動作し、DNA移動効率をほぼヌルレベルに低下させました。B.感染したヒト細胞から回収されたhenselae細菌は、特定の条件下で動員可能なプラスミドをレシピエント大腸菌に移すことができ、T4SSSの汎用性を強調することができます。

Bacterial type IV secretion systems (T4SSs) are involved in processes such as bacterial conjugation and protein translocation to animal cells. In this work, we have switched the substrates of T4SSs involved in pathogenicity for DNA transfer. Plasmids containing part of the conjugative machinery of plasmid R388 were transferred by the T4SS of human facultative intracellular pathogen Bartonella henselae to both recipient bacteria and human vascular endothelial cells. About 2% of the human cells expressed a green fluorescent protein (GFP) gene from the plasmid. Plasmids of different sizes were transferred with similar efficiencies. B. henselae codes for two T4SSs: VirB/VirD4 and Trw. A ΔvirB mutant strain was transfer deficient, while a ΔtrwE mutant was only slightly impaired in DNA transfer. DNA transfer was in all cases dependent on protein TrwC of R388, the conjugative relaxase, implying that it occurs by a conjugation-like mechanism. A DNA helicase-deficient mutant of TrwC could not promote DNA transfer. In the absence of TrwB, the coupling protein of R388, DNA transfer efficiency dropped 1 log. The same low efficiency was obtained with a TrwB point mutation in the region involved in interaction with the T4SS. TrwB interacted with VirB10 in a bacterial two-hybrid assay, suggesting that it may act as the recruiter of the R388 substrate for the VirB/VirD4 T4SS. A TrwB ATPase mutant behaved as dominant negative, dropping DNA transfer efficiency to almost null levels. B. henselae bacteria recovered from infected human cells could transfer the mobilizable plasmid into recipient Escherichia coli under certain conditions, underscoring the versatility of T4SSs.