Molekulární mechanismy regulující virulenci lidského patogenu Bordetella pertussis

Abstract

Bordetella pertussis is human pathogen, which causes severe respiratory disease called per- tussis or whooping cough. Pathogenicity of B. pertussis is mediated by a wide variety of vi- rulence factors including pertussis toxin, adenylate cyclase toxin, pertactin and filamentous haemagglutinin. Successful infection and colonization of the host depend on the precise timing of virulence factors production. For this purpose bacteria developed miscellaneous mechanisms of gene regulation. Two-component phosphotransferase systems, such as BvgAS, RisAK and PlrSR are involved in response to external stimuli. These systems of signal transduction modu- late bacterial gene expression profiles and establish consecutive phases of infection. Non-coding RNAs, particularly sRNAs and RNA chaperone Hfq provide additional level of regulation. Hfq is a post-transcriptional regulator, which mediates interaction of sRNA with target mRNA and thereby modulates their translation. Hfq affects approximately 10% of all B. pertussis genes including virulence factors such as type III secretion system, adenylate cyclase toxin, pertussis toxin and filamentous haemagglutinin. Knowledge of these regulatory mechanisms plays a key role in understanding of the pathogenesis of whooping cough and can lead to improved control over the spread...

Bordetella pertussis je lidský patogen způsobující vážné respirační onemocnění černý kašel. Patogenita B. pertussis je zprostředkována celou řadou faktorů virulence. Mezi hlavní patří pertusový toxin, adenylát cyklázový toxin, pertaktin a filamentózní hemaglutinin. Úspěšnost infekce a kolonizace hostitele se odvíjí od správného načasování produkce faktorů virulence, k čemuž bakterie využívají řadu mechanizmů regulace genové exprese. Reakci na vnější podněty zajišťují dvoukomponentové fosfotransferázové systémy BvgAS, RisAK a PlrSR. Tyto systémy signální transdukce modulují odpověď bakterie na fyziologické prostředí hostitele a navozují jednotlivé fáze infekce. Další úroveň regulace poskytují nekódující RNA, konkrétně sRNA spolu s RNA chaperonem Hfq. Hfq je posttranskripční regulátor, který zprostředkovává interakce regulačních sRNA s cílovými mRNA, čímž ovlivňuje jejich translaci. U B. pertussis je tímto pleiotropním regulátorem ovlivněna exprese zhruba 10% všech genů, mezi které patří i faktory virulence, jako sekreční systém typu 3, adenylát cyklázový toxin, pertusový toxin a filamentózní hemaglutinin. Znalost těchto regulačních mechanizmů je klíčová pro porozumění jednotlivých fází tohoto onemocnění a může být nápomocná ke kontrole jeho šíření. Klíčová slova: Bordetella pertussis, faktory...