4 pili
Pili ovat rihmaisia, solunulkoisia rakenteita, jotka antavat bakteerien tarttua bioottisiin ja abioottisiin pintoihin. Aeromonas spp. -Solun pinnalta on tunnistettu erilaisia pili-tyyppejä. Varhaisissa tutkimuksissa kuvataan aluksi kahta erillistä pili-tyyppiä niiden rakenteellisten erojen vuoksi: lyhytjäykkä (S / R) ja pitkäaaltomainen (L / W) pili (Carrello, Silburn, Budden, & Chang, 1988; Ho, Mietzner, Smith, & Schoolnik, 1990). Ympäristönäytteistä kerättyjen Aeromonas-kantojen ilmoitettiin näyttävän ensisijaisesti suuria määriä S / R-piliä, kun taas kliinisistä näytteistä peräisin olevat isolaatit tuottivat todennäköisemmin pieniä määriä L / W-piliä (Carrello et ai., 1988); ehdotetaan L / W-pili osallistumista virulenssiin. Gram-negatiivisissa bakteereissa on neljä pääryhmää bakteeripilejä: pilarit, jotka on koottu ’chaperone-usher-reitin’ kautta, tyyppi IV pili, pili, joka on koottu solunulkoisen ytimen muodostumisreitin kautta, ja pili, jotka on koottu ’vaihtoehtoisen chaperone-usher-reitin’ avulla. Aeromonas spp. on havaittu ilmaisevan tyypin I piliä, jotka on koottu chaperone-usher-reitin kautta, ja tyypin IV pili. Ho et ai. (1990) A. hydrophila: n S / R-piluksessa AH26 paljasti piliinin (piluksen tärkein toistuva yksikkö) olevan homologinen tyypin I ja Papin (pyelonefriittiin liittyvän pilin) kanssa E. colista (Ho et ai., 1990) ja kuuluvat pilariryhmään, jonka koota chaperone-usher-reitti. Mesofiilisten Aeromonas-lajien tyypin I pili on liitetty solujen autoagglutinaatioon, mutta ei patogeenisyyteen. Tarttuvuustutkimukset Honmalta ja Nakasonelta (1990) osoittivat, että vaikka heidän A. hydrophila -kantonsa (Ae6) kiinnittyi voimakkaasti kani- ja ihmisen suolistoon, S / R-pilille tuotetut vasta-aineet eivät estäneet tarttumista soluihin ja repivät pois S / R-pili ei myöskään ollut affiniteettia isäntäsoluihin. Tyypin I piliä koodaavat geenit ovat nyt sijainneet useiden Aeromonas-lajien genomeissa, mukaan lukien jotkut mesofiiliset lajit ja psykofiiliset aeromonadi, A. salmonicida subsp salmonicida (Reith et ai., 2008; Seshadri et ai., 2006). Toisin kuin mesofiiliset aeromonadit, A. salmonicida -tyypin I piluksella näyttää olevan rooli Atlantin lohen kolonisoinnissa. Dacanayn ja työtovereiden (2010) tekemät mutaatiotutkimukset osoittivat, että A. salmonicidalla, jolla ei ole tyypin I pilus operonia, on heikentynyt kyky tarttua Atlantin lohen ruoansulatuskanavaan. Kun mutantti kykeni tunkeutumaan isäntään, se oli kuitenkin verrattavissa villityyppiin, mikä viittaa tyypin I piliin osallistumiseen vain siirtokunnan alkuvaiheisiin (Dacanay et ai., 2010).
Huomattavia määriä Aeromonad-tarttuvuuteen tehdyt työt ovat keskittyneet L / W-piliin. Adherenssitutkimukset erilaisilla mesofiilisillä kannoilla 1990-luvulla korostivat näiden lisäosien merkitystä isäntäkudosten kolonisaatiossa. L / W-pilien mekaanisen poistamisen bakteerisolun pinnalta tai bakteerisolujen esikäsittelyn anti-piliinivasta-aineella osoitettiin estävän bakteerien tarttumisen erilaisiin eläin- ja ihmisen solulinjoihin (Barnett & Kirov, 1999; Hokama, Honma, & Nakasone, 1990; Honma & Nakasone, 1990; Iwanaga & Hokama, 1992; Kirov, Hayward, & Nerrie, 1995; Nakasone, Iwanaga, Yamashiro, Nakashima, & Sanderson, 1996). Jotkut tyypin IV pilit pystyvät muodostamaan rihmaverkkoja tai nippuja (Kirov, Hayward et ai., 1995), ja erityisesti näitä kimpun muodostavia piliä (Bfp) pidetään tärkeimpinä kolonisaatiotekijöinä mesophilic Aeromonas spp. Ensimmäinen Aeromonas-lajista eristetty Bfp oli A. veronii biovar sobriasta (kanta BC88) (Kirov & Sanderson, 1996). Tämän Bfp: n pääpiliinin N-terminaalinen sekvenssi näytti sekvenssihomologiaa Vibrio choleraesta (Kirov & Sanderson, 1996) kuuluvan mannoosille herkän hemagglutiniini (MSHA) -tyypin IV piliinin kanssa. ”klassiseen” tyypin IVa piliiniperheeseen verrattuna tyypin IVb perheeseen, johon Bfp yleensä kuuluu. A. veronii bv. sobrian kimpun muodostavan piluksen osoitettiin myöhemmin geneettisin keinoin olevan MSHA-pilusperheen jäsen (Hadi et ai., 2012). MSHA-piluksen ilmentyminen näissä tutkimuksissa näytti olevan ympäristön kannalta säänneltyä, koska A. veronii -biovar-sobria osoitti lisääntynyttä ilmentymistä, kun sitä kasvatettiin 22 ° C: ssa nestemäisessä viljelmässä verrattuna 37 ° C: seen kiinteässä alustassa (Kirov Sanderson, 1996). Nämä tulokset sopivat myös Kirovin, Haywardin et ai.(1995), jossa A. veronii bv. sobria-isolaateilla oli optimaalinen filamenttirakenteiden ilmentyminen 22 ° C: ssa, ja muutamilla ympäristökannoilla oli optimaalinen ilmentyminen 7 ° C: ssa. A. veronii bv: ssä läsnä olevan tyypin IV pili-lisätutkimukset sobria johti uuden tyyppisen IV-pilusjärjestelmän, Tap piluksen löytämiseen, jonka havaittiin eroavan merkittävästi Bfp: stä (Kirov & Sanderson, 1996). Pian sen ensimmäisen havaitsemisen jälkeen A. veronii bv. sobria, Tap pili -biogeneesigeenit tunnistettiin A. hydrophilassa (Ah65) (tapABCD) ja havaittiin jakavan homologiaa tyypin IV pilus-geenien kanssa P. aeruginosassa (pilABCD); A. hydrophilan geenit pystyivät täydentämään vastaavia mutaatioita P. aeruginosassa (Pepe, Eklund, & Strom, 1996). Vaikka Tap piliä esiintyy kaikissa Aeromonas-kannoissa, joiden genomit on toistaiseksi sekvensoitu, niiden toiminnasta tiedetään hyvin vähän. Tap-piliinigeenin (tapA) poistamisella ja siksi Tap pilus -filamentin poistamisella ei ollut vaikutusta kliinisen A. veronii bv: n kykyyn. sobria-isolaatit tarttumaan HEp-2-soluihin, tarttumaan ihmisen suolistosoluihin tai kolonisoimaan nuori hiirimalli; samanlaisia havaintoja raportoitiin myös A. hydrophilan kala-isolaatilla (Kirov, Barnett, Pepe, Strom, & Albert, 2000). Tap pilus vaikuttaa psykofiilisen aeromonad A. salmonicida subsp. salmonicida kuitenkin tartuttaessa Atlantin lohta; vaikka se ei ole välttämätöntä virulenssille, koska tapA-mutantit säilyttävät suuren osan kyvystään kolonisoida isäntä (Boyd et ai., 2008). Geeniekspressioanalyysi A. salmonicidassa on osoittanut, että Tap-pilus ilmentyy konstitutiivisesti ja yhdessä tapABCD: n kanssa Tap-pilus-järjestelmä on koodattu myös toiselle 18 genomille hajautetulle geenille (Boyd et ai., 2008), samanlainen kuin tyyppi IV pilse-geenit Pseudomonas ja Neisseria spp. (Mattick, 2002). Vaikka Tap piluksen rooli on vielä selvitettävä, sen biogeneesillä on voimakkaita vaikutuksia virulenssiin muilla tavoin. TapD, prepiliinipeptidaasi (Pepe et ai., 1996) ei vaadita vain esipiliinien (useista pilusjärjestelmistä) prosessointia ennen niiden liittämistä pilusfilamenttiin, mutta myös T2SS: n pseudopiliinien prosessointia varten. ovat välttämättömiä monien virulenssitekijöiden, kuten proteaasien, hemolysiinin ja DNaasin, erittymiselle (Hadi et al., 2012; Kirov et al., 2000).
MSHA: n ja Tap piluksen ohella kolmas tyypin IV pilus, joka kuuluu tyypin IVb luokkaan, on tunnistettu myös A. salmonicida subsp. salmonicida, nimetty Flp pilukseksi, koska se on homologinen Actinobacillus actinomycetemcomitansin Flp-järjestelmän kanssa (Boyd et ai., 2008). A. salmonicidassa tämän piluksen geenit sijaitsevat yhdessä operonissa (flpA-L) ja sen ilmentyminen on raudan säätelemää, ja geenien säätely tapahtuu matalissa rautaolosuhteissa (Boyd et ai., 2008). Flp-piluksen roolista Aeromonasissa tiedetään hyvin vähän, ja huolimatta siitä, että se on säännelty järjestelmä, se ei näytä olevan osallisena A. salmonicida -virulenssissa, koska flp-puutteelliset kannat säilyttivät täysin kykynsä kolonisoida ja tartuttaa Atlantin lohta (Boyd et al. ., 2008). Flp-piluksen on todettu olevan laajalle levinnyt bakteerien keskuudessa ja edistää biofilmin muodostumista ja autoagglutinaatiota (Kachlany et al., 2000; Planet, Kachlany, Fine, DeSalle, & Figurski, 2003) ; Siksi se voi olla tärkeämpi bakteerien ja bakteerien välisessä vuorovaikutuksessa kuin isäntäsoluvuorovaikutuksissa.
Siksi aeromonadeissa on kuvattu kolme erillistä tyypin IV pili-järjestelmää, joista useimmilla lajeilla on vähintään kaksi. Mesofiilisten aeromonadien varhaiset kiinnittymistutkimukset 1990-luvulla viittasivat siihen, että MSHA: n kimppua muodostava pilus on tärkein rihmainen lisäosa, joka on vastuussa kudosten kiinnittymisestä ja kolonisaatiosta, mutta vasta äskettäin Hadi et ai. (2012). 22 kb: n Bfp-MSHA-lokus eristettiin ja karakterisoitiin A. veronii bv. sobria, jonka todettiin koostuvan 17 geenistä, jotka oli järjestetty kahteen operoniin, joista neljä koodasi esipiliinit (yksi pää- ja kolme pienempiä) pilusfilamentin alayksiköitä (Hadi et ai., 2012). Päätettiin, että kaikki neljä prepiliiniä ovat välttämättömiä piluksen biogeneesille, ja jokaisessa prepiliinigeenissä on yksittäisiä mutaatioita, mikä vähentää bakteerien tarttumista HEp-2-soluihin 90% (Hadi et ai., 2012). Mutanttien kyky muodostaa biofilmejä määritettiin myös ja osoitettiin, että A. veronii bv: n MSHA pilus -geenit. sobria ovat välttämättömiä biofilmin muodostumiselle. Nämä tutkimukset vahvistivat, että MSHA pilus on tärkein tarttuvuusjärjestelmä A. veronii bv. sobria ja tämä voi koskea myös muita mesofiilisiä Aeromonas-lajeja. Vaikka MSHA-pilusoperonia esiintyy A. salmonicidassa, operonissa on kahdeksan geenin deleetio, mukaan lukien pääpiliiniä koodaava geeni (Boyd et ai., 2008). MSHA-pilus A.Salmonicidan ei siis odoteta ilmentyvän, ja näyttää siltä, että se vain auttaa mesofiilisten aeromonien virulenssia.