Кворумное ощущение контролирует образование биопленок у Vibrio cholerae

Несколько цепей кворумного ощущения функционируют параллельно для контроля вирулентности и образования биопленок у Vibrio cholerae. В отличие от других бактериальных патогенов, у которых при высокой плотности клеток и в присутствии автоиндукторов кворумного ощущения индуцируется синтез факторов вирулентности и/или образование биопленок, V. cholerae подавляет эти поведенческие реакции при высокой плотности клеток. В соответствии с этим, мы показываем здесь, что штаммы V. cholerae, «запертые» в регуляторном состоянии, имитирующем низкую плотность клеток, обладают повышенным образованием биопленки, тогда как мутанты, «запертые» в регуляторном состоянии, имитирующем высокую плотность клеток, не способны образовывать биопленки. Обнаруженная нами каскада кворумного ощущения в V. cholerae регулирует транскрипцию генов, вовлеченных в синтез экзополисахаридов (EPS), и варианты, производящие EPS и образующие биопленки, возникают с высокой частотой из штаммов, не производящих EPS и не образующих биопленок. Наши данные показывают, что спонтанная мутация трансcriptionного регулятора hapR ответственна за этот эффект. Несколько токсигенных штаммов V. cholerae имеют естественно встречающуюся сдвиговую (frameshift) мутацию в hapR. Таким образом, различные среды, занимаемые этим водным патогеном, по-видимому, включают ниши, где клеточно-клеточная коммуникация имеет решающее значение, а также ниши, где утрата кворумного ощущения через мутацию hapR обеспечивает селективное преимущество. Бактериальные биопленки могут представлять собой сложную среду, в которой происходит такое дифференцирование.