Recombinant bacteriophage T4 Rnl1 impacts Streptococcus mutans biofilm formation.
Recombinant bacteriophage T4 Rnl1 impacts Streptococcus mutans biofilm formation.
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重组噬菌体 T4 Rnl1 影响变形链球菌生物膜形成
DOI：
10.1080/20002297.2020.1860398
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发表时间：
2020-12-24
影响因子：
4.5
通讯作者：
Mao M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen J;Chen Z;Yuan K;Huang Z;Mao M
噬菌体T4 RNA连接酶1 （T4 Rnl1）在多种细菌中稳定表达，有报道称其影响宿主细菌的生物活性。最近，我们在变形链球菌中构建了噬菌体T4 Rnl1表达系统，这是一种重要的生物膜形成和引起龋齿的口腔病原体。在这里，我们表征了重组噬菌体T4 Rnl1在变形链球菌生物膜形成中的功能。与野生型菌株和空质粒携带菌株相比，T4 Rnl1突变体表现出相似的生长表型，但导致生物膜生物量显著减少。T4 Rnl1突变体的异常生物膜含有松散的细菌簇，其胞外多糖的产生和分布存在缺陷。此外，在T4 Rnl1突变体中，几个生物膜形成相关基因的mRNA水平表达失调。这些结果表明，噬菌体T4 Rnl1对致龋细菌S. mutans具有抗生物膜活性，从而影响了胞外多糖的空间组织，进而破坏了胞外多糖的三维生物膜结构。这些发现表明，操纵噬菌体T4 Rnl1（一种用于RNA连接的生物工具）将为控制龋源性生物膜提供一种有希望的方法。
ABSTRACT Bacteriophage T4 RNA ligase 1 (T4 Rnl1) can be stably expressed in many bacteria and has been reported to affect the bioactivity of the host bacteria. Recently, we constructed bacteriophage T4 Rnl1 expressing system in Streptococcus mutans, a crucial biofilm-forming and dental caries-causing oral pathogen. Here, we characterized the function of recombinant bacteriophage T4 Rnl1 in biofilm formation of S. mutans. The T4 Rnl1 mutant exhibited similar growth phenotype but resulted in a significant reduction of biofilm biomass compared to wild type strain and empty plasmid carrying strain. The abnormal biofilm of the T4 Rnl1 mutant harbored loose bacterial clusters with defective production and distribution of exopolysaccharides. Moreover, the expression of several biofilm formation-associated genes was dysregulated at mRNA level in the T4 Rnl1 mutant. These results reveal that the bacteriophage T4 Rnl1 exert antibiofilm activities against the cariogenic bacterium S. mutans, which impacts the spatial organization of the exopolysaccharides and further impairs the three-dimensional biofilm architecture. These findings implicate that manipulation of bacteriophage T4 Rnl1, a biological tool used for RNA ligation, will provide a promising approach to cariogenic biofilm control.
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