title: Characterization of type III secretion system-dependent protein secretion in Y. enterocolitica
Creators: name: Milne-Davies, Bailey Abigail
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2021
Subjects: Life sciences
Biowissenschaften, Biologie
Typ III Sekretionssysteme Yersinia enterocolitica Mikrobiologie Lebenswissenschaften Injectisomen Sekretionsregulation Wirt-Pathogen-Interaktion
Type III secretion systems Yersinia enterocolitica Microbiology Life Sciences Injectisomes Secretion regulation Host-pathogen interaction

description: Das Typ-III-Sekretionssystem (T3SS) wird von vielen gramnegativen Bakterien genutzt, um das Überleben in einer Vielzahl von symbiotischen Beziehungen zu fördern. Viele pathogene Bakterien nutzen ihr T3SS, allgemein als Injektisom bezeichnet, zur Translokation bakterieller Effektorproteine, um Wirtszellen zu manipulieren und die Infektion zu fördern. Das Injektisom besteht aus einer membranüberspannenden Nanospritze, die Effektorproteine aus dem bakteriellen Cytosol in das Zytoplasma des Wirts transloziert. Unter Verwendung von Yersinia enterocolitica als Modellorganismus haben wir die Ereignisse nach der Sekretion (Deaktivierung, Reaktivierung und erneute Teilungsinitiation nach der Sekretion) charakterisiert und die Sekretionsregulation vor und während der Aktivierung untersucht. Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich Y. enterocolitica schnell an unterschiedliche Umweltbedingungen anpassen kann, was eine schnelle Deaktivierung der Sekretion ermöglicht. Wenn das Bakterium wieder in eine sekretierende Umgebung gebracht wird, reaktiviert es das T3SS sofort. Bemerkenswert ist, dass Y. enterocolitica die Sekretion überlebt und Wachstum und Teilung wiederherstellen kann. Darüberhinaus etablichte etablierte ich zellkulturbasierte Infektionsassays, um die kontrollierte Proteintranslokation durch das T3SS zu testen Diese Experimente zeigten, dass das kognate Chaperon für den Export komplexer nicht-nativer Proteine in die Wirtszellen entscheidend ist. Die Effektor-Chaperone scheinen nicht direkt mit dem Injektisom zu interagieren, sind aber essentiell, um einen effizienten Effektor-Export zu ermöglichen. Darüber hinaus zeigen wir, dass Yersinia einen kleinen Pool von vorsynthetisierten Effektoren vorbereit, der exportiert werden kann, sobald die Sekretion aktiviert wird. Schließlich haben wir festgestellt, dass Gatekeeper Proteine, der die Aktivierung oder Hemmung der Effektorsekretion steuert, im gesamten Zytosol lokalisiert sind, was darauf hindeutet, dass Y. enterocolitica einen anderen Mechanismus zur Steuerung der Sekretion verwendet als E. coli. Unsere Daten zeigen, dass die Vorgänge während und nach der Sekretion hochgradig reguliert sind und eine Vielzahl von Mechanismen benutzt wird, um die Umgebung zu erkennen und sich an sie anzupassen Dies erlaubt eine schnelle und effiziente Sekretion, um das Überleben der Bakterien während der Infektion zu sichern.
description: The type III secretion system (T3SS) is utilized by many Gram-negative bacteria to promote survival in a variety of symbiotic or pathogenic relationships. Many pathogenic bacteria use their T3SS, commonly called the injectisome, to translocate bacterial effector proteins to manipulate host cells and promote infection. The injectisome consists of a membrane-spanning nanosyringe that translocates effector proteins from the bacterial cytosol into the host cytoplasm. Using Yersinia enterocolitica as a model organism, we characterized the post-secretion events (deactivation, reactivation, and re-initiation of division following secretion) and explored secretion regulation prior to and during activation. Our results show that Y. enterocolitica can quickly adapt to different environmental conditions, allowing rapid deactivation of secretion and when re-introduced into a secreting environment, the bacteria immediately reactivate the T3SS. Notably, Y. enterocolitica survives secretion and can reestablish growth and division. We also established cell culture-based infection assays to test controlled protein translocation by the T3SS and demonstrated that the cognate chaperone is vital for exporting complex non-native proteins into host cells. The effector chaperones don’t appear to directly interact with the injectisome, but are essential in establishing efficient effector export. Furthermore, we show that Yersinia appears to prepare a small pool of pre-synthesized effectors that is ready to be exported once secretion is activated. Lastly, we found that the gatekeepers, which controls the activation or inhibition of effector secretion, are localized throughout the cytosol, suggesting Y. enterocolitica utilizes a different mechanism to govern secretion than E. coli. The data shows that events during and after secretion are highly regulated, utilizing a variety of mechanisms to sense and adapt to the environment and promote swift and decisive secretion to bolster survival during infection.