MTH60 fimbriaeの発現に関与する遺伝子の標的削除は、メタノセルモバクター熱栄養栄養菌Δhの細胞細胞接続の喪失につながります。

この研究は、メモアムのチュービンゲン大学の環境バイオテクノロジーグループによるラインハードワースへの継続であり、レゲンズバーグ大学でMTH60フィンブリアエの作業を開始しました。バイオフィルムまたはバイオフィルムのような構造の成長は、本質的にほとんどの微生物にとって一般的なライフスタイルです。バイオフィルムを開始するための最初の重要なステップは、微生物の生物型および非生物的表面への順守です。したがって、バイオフィルム形成の最初のステップを解明することが重要です。これは、一般に、fimbriaeやpiliなどの細胞表面構造（すなわち、細胞付属物）を通じて確立され、生物系および非生物の表面に付着します。メタンザーモバクター熱栄養栄養学のMTH60 fimbriaeΔHは、IV型ピリアセンブリメカニズムを介して組み立てられないいくつかの既知の古細胞付属器の1つです。ここでは、シャトルベクトルコンストラクトからのMTH60フィンブリアエンコード遺伝子の構成的発現と、M。thermautothicusΔHのゲノムDNAからのMTH60フィンブリアエンコード遺伝子の欠失を報告します。このために、対立遺伝子交換法を使用して、M。tymautothicusΔHの遺伝的修飾のためにシステムを拡張しました。それぞれの遺伝子の過剰発現はmTH60 fimbriaeの数を増加させましたが、MTH60 fimbriaをコードする遺伝子の欠失は、野生型株と比較してM. thergautotrophicusδhのPlanktonic細胞でmTH60繊i膜の喪失をもたらしました。これは、MTH60 fimbriaeの数の増加または減少のいずれかが、野生型株と比較して、それぞれのM.thermautothicusΔH株の生物細胞細胞接続の有意な増加または減少と相関していました。重要性Methanothermobacter spp。長年にわたり、水素栄養メタン発生の生化学のために研究されてきました。ただし、規制プロセスなど、特定の側面の詳細な調査は、遺伝的ツールの欠如のために不可能でした。ここでは、対立遺伝子交換法でM.thermautotrophicusΔHの遺伝子ツールボックスを修正します。MTH60 fimbriaeをコードする遺伝子の削除を報告します。我々の発見は、これらの遺伝子の発現が調節の根底にあるかどうかの最初の遺伝的証拠を提供し、M。tymautotophicusδhの細胞細胞接続の形成におけるMTH60繊細な役割を明らかにします。

This study is a continuation by the Environmental Biotechnology Group of the University of Tübingen in memoriam to Reinhard Wirth, who initiated the work on Mth60 fimbriae at the University of Regensburg. Growth in biofilms or biofilm-like structures is the prevailing lifestyle for most microbes in nature. The first crucial step to initiate biofilms is the adherence of microbes to biotic and abiotic surfaces. Therefore, it is crucial to elucidate the initial step of biofilm formation, which is generally established through cell-surface structures (i.e., cell appendages), such as fimbriae or pili, that adhere to biotic and abiotic surfaces. The Mth60 fimbriae of Methanothermobacter thermautotrophicus ΔH are one of only a few known archaeal cell appendages that do not assemble via the type IV pili assembly mechanism. Here, we report the constitutive expression of Mth60 fimbria-encoding genes from a shuttle-vector construct and the deletion of the Mth60 fimbria-encoding genes from the genomic DNA of M. thermautotrophicus ΔH. For this, we expanded our system for genetic modification of M. thermautotrophicus ΔH using an allelic-exchange method. While overexpression of the respective genes increased the number of Mth60 fimbriae, deletion of the Mth60 fimbria-encoding genes led to a loss of Mth60 fimbriae in planktonic cells of M. thermautotrophicus ΔH compared to the wild-type strain. This, either increased or decreased, number of Mth60 fimbriae correlated with a significant increase or decrease of biotic cell-cell connections in the respective M. thermautotrophicus ΔH strains compared to the wild-type strain. IMPORTANCE Methanothermobacter spp. have been studied for the biochemistry of hydrogenotrophic methanogenesis for many years. However, a detailed investigation of certain aspects, such as regulatory processes, was impossible due to the lack of genetic tools. Here, we amend our genetic toolbox for M. thermautotrophicus ΔH with an allelic exchange method. We report the deletion of genes that encode the Mth60 fimbriae. Our findings provide the first genetic evidence of whether the expression of these genes underlies regulation and reveal a role of the Mth60 fimbriae in the formation of cell-cell connections of M. thermautotrophicus ΔH.