Una diguanilato ciclasa regula la movilidad y la formación de biofilm en bordetella bronchiseptica mediada por una proteína con dominios GGDEF-EAL

Abstract

Bordetella bronchiseptica es una bacteria que causa infecciones respiratorias en una variedad de hospedadores de mamíferos. El c-di-GMP (cdG) es un segundo mensajero presente en la mayoráa de las bacterias. Este compuesto interviene en la regulación de fenotipos importantes en la vida de las bacterias ocmo es la formación de biofilm y la movilidad. Anteriormente en nuestro laboratorio, hemos descrito el papel cdG en la movilidad y la formación de biofilm. El c-di-GMP es sintetizado por enzimas denominadas diguanilato ciclasas. Nosotros mostramos que la sobreexpresión de BdcA (Bordetella diguanilate cyclase A) desencadena niveles altos de cdG, dando lugar a una movilidad significativamente disminuida y a una mayor formación de biofilm. En este trabajo determinamos lque BdcA no solo reduce la movilidad de las bacterias sino que también disminuye la expresión de la flagelina, principal componente del flagelo. Esta inhibición depende de la actividad de la diguanilato ciclasa (DGC) porque una versión inactiva de BdcA (GGDEFxGGAAF) no fue capaz de inhibir la movilidad ni de modificar la formación de biofilm. CdG se une a diferentes proteínas para desencadenar respuestas específicas. Sobre la base de las proteínas de unión a cdG conocidas, propusimos proteínas que pueden participar en la inhibición de BdcA: LapD, YcgR y BB2109. Se obtuvieron mutantes de deleción individuales de cada gen en B. bronchiseptica y BdcA se sobreexpresó en ellos. Todas las cepas fueron evaluadas en experimentos de movilidad y formación de biofilm. La eliminación de lapD o ycgR no mostró efectos. Sin embargo, la inhibición de la movilidad y el aumento de la formación de biofilm en B. bronchiseptica mediadas por BdcA se abolieron cuando se eliminó el gen BB2109. También cuantificamos los niveles de cdG intracelulares en la cepa ΔBB2109 que sobreexpresa BdcA (BbΔBB2109pbdcA). Los niveles de CdG fueron significativamente más bajos en BbΔBB2109pbdcA que en BbpbdcA (0,75 ± 0,6 vs 10 ± 2 nM cdG / mg peso seco respectivamente), lo que sugiere que la actividad de BdcA DGC depende de la presencia de BB2109. Estos resultados indican que la actividad de la DGC BdcA es necesaria para la regulación de la formación de biofilm y la movilidad. Además, una proteína GGDEF-EAL, BB2109, es necesaria para el rol de BdcA en la regulación de la formación de biofilm y la movilidad en B. bronchiseptica. Proponemos un modelo en el que ambas proteínas y cdG están involucradas en la movilidad y la formación de biofilm, probablemente al interactuar entre ellas.