Pseudomonas aeruginosa ID4365のMVAUおよびRPOSを介したRSMAによるピオシアニン合成の調節を解明する

ピオシアニンは、無効酸素種を生成することにより、他の細菌や真核生物に有害な緑膿菌によって生成されるレドックス活性を持つフェナジンです。ピオシアニン合成の遺伝子調節は、PAO1およびPA14株で対処されており、3基のセンシングシステムLAS、RHL、およびPQSが関与しています。レギュレーターは、RSAL、MVAU、およびRPOS、および転写後のRSMシステムなどです。ここでは、RSMAが過剰生産者株である緑膿菌ID4365でピョシアニン合成をどのように調節するかを決定しました。プロテアーゼペプトングルコースアンモニウム塩培地では、RSMAの不活性化が野生型株ID4365、PAO、およびPA14と比較してピョシアニン産生を増加させることがわかりました。RSMAは、ピョシアニン合成に関与する両方のPHZオペロンの発現を反比例させることを示しました。特に、PHZ2オペロンは、MVAUを介して転写レベルで間接的に積極的に規制されています。さらに、PHZ1オペロンは主にピョシアニン合成に寄与し、RSMAがPHZMおよびPHZS発現を負に調節することがわかりました。最後に、Sigma因子RPOSの翻訳はRSMAによって積極的に調節され、独立したプロモーター下でのRPOの発現がIDRSMA株におけるピオシアニン産生を減少させることを示しました。これらの結果は、RSMAがピョシアニン産生の遺伝子だけでなく、その調節因子も調節することを示しています。

Pyocyanin is a phenazine with redox activity produced by Pseudomonas aeruginosa that is harmful to other bacteria and eukaryotic organisms by generating reactive oxygen species. Gene regulation of pyocyanin synthesis has been addressed in the PAO1 and PA14 strains and involves the three-quorum sensing systems Las, Rhl, and Pqs; the regulators RsaL, MvaU, and RpoS, and the posttranscriptional Rsm system, among others. Here, we determined how RsmA regulates pyocyanin synthesis in P. aeruginosa ID4365, an overproducer strain. We found that, in the protease peptone glucose ammonium salts medium, rsmA inactivation increases pyocyanin production compared with the wild-type strains ID4365, PAO, and PA14. We showed that RsmA regulates inversely the expression of both phz operons involved in pyocyanin synthesis; particularly the phz2 operon is positively regulated at the transcriptional level indirectly through MvaU. In addition, we found that the phz1 operon contributes mainly to pyocyanin synthesis and that RsmA negatively regulates phzM and phzS expression. Finally, we showed that translation of the sigma factor RpoS is positively regulated by RsmA, and the expression of rpoS under an independent promoter decreases pyocyanin production in the IDrsmA strain. These results indicate that RsmA regulates not only the genes for pyocyanin production but also their regulators.