Wsp system oppositely modulates antibacterial activity and biofilm formation via FleQ-FleN complex in Pseudomonas putida.
Wsp system oppositely modulates antibacterial activity and biofilm formation via FleQ-FleN complex in Pseudomonas putida.
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Wsp 系统通过恶臭假单胞菌中的 FleQ-FleN 复合物反向调节抗菌活性和生物膜形成。
DOI：
10.1111/1462-2920.15905
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发表时间：
2022-02
影响因子：
5.1
通讯作者：
Qiaoyun Huang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hailing Nie;Yujie Xiao;Miaomiao Song;Nianqi Wu;Qi Peng;Wei Duan;Wenli Chen;Qiaoyun Huang
VI型分泌系统（T6 SS）是各种细菌用来保护自己免受竞争对手侵害的特定抗菌武器。恶臭假单胞菌KT 2440具有功能性T6 SS（K1-T6 SS），并对广泛的细菌表现出抗菌活性。我们发现Wsp信号转导系统通过合成第二信使环二GMP（c-di-GMP）来调节K1-T6 SS的表达，从而介导恶臭假单胞菌的抗菌活性。Wsp系统产生的高水平c-di-GMP抑制了结构操纵子和vgrG 1操纵子中K1-T6 SS基因的转录。转录调节因子FleQ和ATP酶FleN在Wsp系统调节的K1-T6 SS转录中起阻遏物的作用。然而，FleQ和FleN在生物膜形成中起激活剂的作用，并且Wsp系统在很大程度上以FleQ/FleN依赖的方式促进生物膜形成。此外，在体外，FleQ-FleN复合物可直接与K1-T6 SS结构操纵子的启动子结合，c-di-GMP可促进这种结合。恶臭假单胞菌生物膜细胞的c-di-GMP水平高于大肠杆菌细胞，而抗菌活性低于大肠杆菌细胞。总体而言，我们的研究结果揭示了Wsp系统通过FleQ-FleN反向调节抗菌活性和生物膜形成的机制，并证明了浮游生物/生物膜生活方式与恶臭假单胞菌抗菌活性之间的关系。
Type VI secretion systems (T6SS) are specific antibacterial weapons employed by diverse bacteria to protect themselves from competitors. Pseudomonas putida KT2440 possesses a functional T6SS (K1-T6SS) and exhibits antibacterial activity towards a broad range of bacteria. Here we found that the Wsp signal transduction system regulated K1-T6SS expression via synthesizing the second messenger cyclic di-GMP (c-di-GMP), thus mediating antibacterial activity in P. putida. High-level c-di-GMP produced by Wsp system repressed the transcription of K1-T6SS genes in structural operon and vgrG1 operon. Transcriptional regulator FleQ and ATPase FleN functioned as repressors in the Wsp system-modulated K1-T6SS transcription. However, FleQ and FleN functioned as activators in biofilm formation, and Wsp system promoted biofilm formation largely in a FleQ/FleN-dependent manner. Furthermore, FleQ-FleN complex bound directly to the promoter of K1-T6SS structural operon in vitro, and c-di-GMP promoted the binding. Besides, P. putida biofilm cells showed higher c-di-GMP levels and lower antibacterial activity than planktonic cells. Overall, our findings reveal a mechanism by which Wsp system oppositely modulates antibacterial activity and biofilm formation via FleQ-FleN, and demonstrate the relationship between plankton/biofilm lifestyles and antibacterial activity in P. putida.
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