Equivalencia funcional de Escherichia coli sigma E y Pseudomonas aeruginosa AlgU: E. coli rpoE restaura la mucoidez y reduce la sensibilidad a los intermediarios de oxígeno reactivo en los mutantes algU de P. aeruginosa

La morfología de colonias mucoides es el resultado de la sobreproducción del exopolisacárido alginato y se considera un determinante patogénico importante expresado por Pseudomonas aeruginosa durante infecciones respiratorias crónicas en la fibrosis quística. La conversión a mucoidez puede ser causada por mutaciones en el segundo o tercer gen del sistema de respuesta al estrés algU mucA mucB. AlgU es 66% idéntico al factor sigma alternativo RpoE (sigma E) de Escherichia coli y Salmonella typhimurium y dirige la transcripción de varios genes biosintéticos y reguladores críticos del alginato. AlgU también es necesario para la resistencia total de P. aeruginosa a los intermediarios de oxígeno reactivo y la muerte por calor. En este trabajo, informamos que E. coli sigma E puede complementar los defectos fenotípicos de la inactivación de algU en P. aeruginosa: (i) el gen rpoE de E. coli complementó un mutante nulo de algU de P. aeruginosa a mucoidez; (ii) la presencia del gen rpoE de E. coli en P. aeruginosa indujo la producción de alginato en la cepa no mucoide estándar PAO1; (iii) el gen rpoE de E. coli transportado por plásmido indujo la transcripción de algD, un gen biosintético crítico dependiente de algU; y (iv) cuando está presente en mutantes algU::Tcr, E. coli rpoE restauró parcialmente la resistencia al paraquat, un compuesto de ciclo redox que aumenta los niveles intracelulares de radicales superóxido. Se identificó un nuevo gen, mclA, que codifica un polipéptido con una masa molecular aparente de 27.7 kDa inmediatamente aguas abajo de rpoE en E. coli. El producto previsto de este gen es 28% idéntico (72% similar) a MucA, un regulador negativo de la actividad de AlgU en P. aeruginosa. Los resultados informados en este estudio demuestran que RpoE y AlgU son funcionalmente intercambiables en P. aeruginosa y sugieren que elementos que muestran similitud de secuencia con aquellos conocidos por regular la actividad de AlgU en P. aeruginosa también están presentes en otras bacterias.