Evolution of the Quorum Sensing Regulon in Cooperating Populations of Pseudomonas aeruginosa.
Evolution of the Quorum Sensing Regulon in Cooperating Populations of Pseudomonas aeruginosa.
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DOI：
10.1128/mbio.00161-22
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发表时间：
2022-02-22
期刊：
影响因子：
6.4
通讯作者：
Dandekar AA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Smalley NE;Schaefer AL;Asfahl KL;Perez C;Greenberg EP;Dandekar AA
在机会致病菌铜绿假单胞菌中，酰基高丝氨酸内酯群体感应（QS）可以激活数十到数百个基因的表达，具体取决于所研究的菌株。许多 QS 激活基因编码细胞外产物。铜绿假单胞菌已成为研究细胞间通讯和合作活动协调的模型，这些活动是细胞外产物产生的结果。我们假设 QS 调节子大小的菌株变化可能反映了分离株的环境历史。我们通过对经过充分研究的菌株 PAO1 进行长期生长实验来检验这一假设，该菌株具有相对较大的 QS 调节子，在只需要有限的 QS 控制功能的条件下。我们在需要 QS 激活基因表达且限制 QS 突变体出现的条件下培养铜绿假单胞菌约 1000 代，并使用群体淬灭和 RNA-seq 技术比较了两个独立谱系中 35 代后群体与约 1000 代后群体的 QS 调节子。在一个谱系中，与 35 代群体相比，在 1000 代群体中，鉴定出的 QS 激活基因数量减少了 60% 以上，而在另一个谱系中，则减少了约 30%。我们的结果提供了关于不同铜绿假单胞菌环境和临床分离株的 QS 激活基因数量变化的见解，以及环境条件如何影响社会进化的见解。
In the opportunistic pathogenic bacterium Pseudomonas aeruginosa acyl-homoserine lactone quorum sensing (QS) can activate expression of dozens to hundreds of genes depending on the strain under investigation. Many QS-activated genes code for extracellular products. P. aeruginosa has become a model for studies of cell-cell communication and coordination of cooperative activities, which result from production of extracellular products. We hypothesized that strain variation in the size of the QS regulon might reflect the environmental history of an isolate. We tested the hypothesis by performing long-term growth experiments with the well-studied strain PAO1, which has a relatively large QS regulon, under conditions where only limited QS-controlled functions are required. We grew P. aeruginosa for about 1000 generations in a condition where expression of QS-activated genes was required, and emergence of QS mutants was constrained and compared the QS regulons of populations after 35 generations to those after about 1000 generations in two independent lineages by using quorum quenching and RNA-seq technology. In one lineage the number of QS-activated genes identified was reduced by over 60% and in the other by about 30% in 1000-generation populations compared to 35-generation populations. Our results provide insight about the variations in the number of QS-activated genes reported for different P. aeruginosa environmental and clinical isolates and, about how environmental conditions might influence social evolution.
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