Visualização de Twitching motilidade e Caracterização do papel da<em> PilG</em> in<em> Xylella fastidiosa</em

Xylella fastidiosa é uma bactéria patogénica gram-negativas não flagelados, que faz com que um certo número de doenças de culturas economicamente importantes, incluindo a doença de Pierce em videira (Vitis vinifera L.) ^{1,2, 3.} Esta bactéria é limitada ao xilema de condução de água embarcações. Infecção da videira faz com que o bloqueio dos vasos do xilema e resulta em estresse hídrico e deficiências nutricionais ^3. Colonização bem sucedida depende da capacidade da bactéria para se mover a partir do local inicial da infecção para o resto da planta ^3. Espasmos motilidade é um meio de movimento bacteriana independente de flagelar através da extensão, apego e retração do pili tipo IV polar ⁴ que tem sido caracterizado X. fastidiosa ^5,6,7.

A motilidade espasmos tem sido observado por pinças laser e microscopia de força atômica (AFM) ^8,9,10. Utilizando estas técnicas, tmotilidades witching gerado pelo pilus de tipo IV de N. gonorrhoeae e P. aeruginosa foram caracterizados por fl pili rotulagem uorescently e capturando os seus movimentos microscopicamente. Embora ambos os métodos tenham detalhado a força adesiva de bactérias individuais, os procedimentos são complicados e demorados ^9,10. As câmaras uidic fl micro foram usados ​​para observar a migração de longa distância de células individuais, bem como pequenos agregados de células bacterianas ^5,6. Estas câmaras foram concebidas como um-nano-canal microfabricated em uma placa integrada com um lapso de tempo ^11,12,13,14 sistema de gravação de imagem. Micro fl dispositivos câmara uidic oferecem várias vantagens para estudar o comportamento movimento e célula-célula interações de bactérias: (i) fornece uma plataforma integrada com múltiplas capacidades de canal; (Ii) que pode examinar os movimentos e agregações de células individuais nas características de nano-escala de bactérias; (Iii) que permite m diretaicroscopic gravação de imagem de células bacterianas e análises de lapso de tempo, (iv) ele fornece observações espaciais e temporais de longo prazo de populações individuais e / ou de bactérias em um micro-ambiente; (V) a taxa de fluxo de meio de cultura em um canal pode ser controlada com precisão e (VI), apenas um muito pequeno volume (1 ml) de meio de cultura é necessário para cada experiência.

Recentemente, o micro fl uidic fluxo do sistema foi utilizado para investigar o comportamento de células bacterianas sob diferentes microambientes ^14,15,16. A adesividade e o anexo de superfície do E. coli ^15, X. fastidiosa ¹⁶ e Acidovorax citrulli ¹⁴ em superfícies de vidro foram avaliados através de câmaras uidic micro fl. A formação de agregação e biofilme mediada por tipo pili IV do Acidovorax citrulli foram analisados ^​​14. Além disso, o movimento de A. citrulli observado sob fl uxo cs condições demonstraram que o pili de tipo IV podem desempenhar papéis importantes na colonização e a propagação de A. citrulli nos vasos do xilema sob seiva fluxo condições. Os motilidades espasmos de Pseudomonas aeruginosa e X. fastidiosa células foram observadas com sucesso contra uma corrente de fluido numa câmara de fluxo microfabricado ^5,6,17. Pilus de tipo IV deficiente PilB e pilQ mutantes de X. fastidiosa foram encontrados para alterar profundamente a velocidade da contraindo motilidade nas condições fl uxo em micro dispositivos uidic fl ^5,6,18. Os estudos realizados sobre a adesão bacteriana e motilidade em dispositivos uidic fl micro indicaram que as câmaras uidic micro fl são particularmente adequadas para analisar a motilidade contrair-se e a migração das bactérias mediada por pili in vitro. Estes resultados explicam o mecanismo de migração mediada por espasmos que facilita a ligação célula-célula, a agregação e a colonização dentroo anfitrião, eventualmente, levar a infecção sistémica.

Pil-Chp operon de X. fastidiosa contém pilG, Pili, pilJ, Comprimido, CHPB e CHPC que a transdução do sinal de codificação vias ^20. Os quimiorreceptores transmembranares ligar estímulos químicos no domínio periplasmático e activar uma cascata de sinalização na sua porção citoplasmática para controlar, em última análise da motilidade espasmos bacteriana. No operão Pil-cogeração de X. fastidiosa, uma PilG proteína fosfo-shuttle é um homólogo de CheY. Em E. coli e P. aeruginosa, CheY é o regulador de resposta de quimiotaxia em sistemas que interagem com as proteínas do motor flagelos ^{19, 21.} Embora as contribuições do operon Pil-Chp em ​​direção a virulência em X. fastidiosa foram examinados ²⁰ recentemente, o papel de pilG no operão quimiotaxia em resposta aos sinais ambientais e regulada pili de tipo IV / motor de X. fastidiosa é UNClear. Para elucidar a visão do regulador de quimiotaxia pilG na actividade da motilidade espasmos de X. fastidiosa, uma câmara de micro uidic FL é utilizado para avaliar a motilidade espasmos dos X. fastidiosa. O pilG de X. fastidiosa é caracterizada pela comparação dos fenótipos de um mutante de deleção Xf ΔpliG, a estirpe complementar XfΔpliG -C e seu tipo selvagem in vitro. Os resultados destacam o papel de pilG na motilidade espasmos de X. fastidiosa.