Rôles de la porine OprF dans l'adaptation à l'environnement et implication du facteur sigma SigX dans la régulation de son expression chez Pseudomonas aeruginosa
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Abstract EN:
The functions of the major outer membrane porin OprF and the extracytoplasmic function sigma factor SigX were studied in P. Aeruginosa, with regards to virulence and adaptation to environment. Based on a transcriptomic analysis, a sigX mutant was shown to be altered in the expression of 307 genes, suggesting that SigX may be a master regulator in P. Aeruginosa. According to the array data, this mutant was affected in motility, adhesion on biotic and abiotic surfaces and biofilm formation. This mutant was also altered in iron scavenging, as well as in many secretion systems and factors production, suggesting that SigX could be involved in virulence. Consistently, a sigX mutant displayed reduced virulence on the Caenorhabditis elegans model, making thus SigX as a potential sigma factor involved in virulence traits. Using a strategy based on transcriptionnal fusions, we then demontrated that SigX is the main sigma factor involved in oprF transcription, AlgU displaying only marginal effects. The expression of SigX may be increased in response to a cell envelope stress. However, its activity increased only in LB containing high sucrose concentration, independently of a hyper-osmolar effect. Finally, a multiphenotypic study, aiming to better understand OprF functions, was conducted and showed a role for OprF in motility and biofilm formation. While an oprF mutant was affected in rhamnolipids production, it conversely overproduced exopolysaccharides, this latter phenotype being restored by artificially lowering the intracellular c-di-GMP level. Taken together, our data suggest that SigX and OprF might have function in the cell envelope stress response.
Abstract FR:
Les fonctions de la porine majoritaire OprF et du facteur sigma à fonction extracytoplasmique SigX ont été étudiées chez P. Aeruginosa dans les contextes de la virulence et de l’adaptation à son environnement. Grâce à une analyse transcriptomique, nous avons montré qu’un mutant sigX était affecté dans l’expression de 307 gènes, faisant de ce facteur sigma un potentiel régulateur majeur de P. Aeruginosa. Le mutant sigX est altéré dans sa mobilité, l’adhésion sur surfaces biotiques et abiotiques, et la formation de biofilm. Ce mutant est également affecté dans la capture de fer, ainsi que dans la production de systèmes de sécrétion et de facteurs sécrétés. En accord avec ces résultats, le mutant sigX présente une virulence réduite sur le nématode Caernorhabditis elegans. L’ensemble de ces résultats suggère que SigX pourrait être impliqué dans des phénotypes ayant trait à la virulence de P. Aeruginosa. SigX est impliqué dans la transcription d’oprF, codant la porine majoritaire de ce germe. A l’aide d’une stratégie basée sur la construction de fusions transcriptionnelles, nous avons montré une implication majeure de SigX en milieu LB, alors que le facteur sigma ECF AlgU n’est que faiblement activé. L’expression de SigX est augmentée potentiellement en réponse à une altération de l’enveloppe, alors que son activité est accrue en présence de sucrose dans le milieu, indépendamment d’un effet hyper-osmolaire. Enfin, une étude multiphénotypique visant à comprendre les fonctions d’OprF, montre qu’un mutant oprF est altéré dans sa capacité à produire des rhamnolipides, alors qu’il surproduit des exopolysaccharides, ce dernier phénotype pouvant être restauré en diminuant artificiellement le taux de c-di-GMP intracellulaire. L’ensemble de ces travaux suggère que SigX et OprF pourraient avoir un lien dans la réponse au stress de l’enveloppe.