Regulation of Brucella virulence by the two-component system BvrR/BvrS

Abstract

The Brucella BvrR/BvrS two-component regulatory system is highly similar to the regulatory and sensory proteins of Sinorhizobium and Agrobacterium necessary for endosymbiosis and pathogenicity in plants, and very similar to a putative system present in the animal pathogen Bartonella. Mutations in the bvrR or bvrS genes hamper the penetration of B. abortus in non-phagocytic cells and impairs intracellular trafficking and virulence. In contrast to virulent Brucella, BvrR/BvrS mutants do not recruit small GTPases of the Rho subfamily required for actin polymerization and penetration to cells. Dysfunction of the BvrR/BvrS system alters the outer membrane permeability, the expression of several group 3 outer membrane proteins and the pattern of lipid A acylation. Constructs of virulent B. abortus chimeras containing heterologous LPS from the bvrS− mutant demonstrated an altered permeability to cationic peptides similar to that of the BvrR/BvrS mutants. We hypothesize that the Brucella BvrR/BvrS is a system devoted to the homeostasis of the outer membrane and, therefore in the interface for cell invasion and mounting the required structures for intracellular parasitism.

l sistema regulador de dos componentes Brucella BvrR / BvrS es muy similar a las proteínas reguladoras y sensoriales de Sinorhizobium y Agrobacterium necesarias para la endosimbiosis y patogenicidad en plantas, y muy similar a un sistema putativo presente en el patógeno animal Bartonella . Las mutaciones en los genes bvrR o bvrS dificultan la penetración de B. abortus en células no fagocíticas y altera el tráfico intracelular y la virulencia. En contraste con la virulenta Brucella, Los mutantes BvrR / BvrS no reclutan pequeñas GTPasas de la subfamilia Rho requeridas para la polimerización de actina y la penetración en las células. La disfunción del sistema BvrR / BvrS altera la permeabilidad de la membrana externa, la expresión de varias proteínas de la membrana externa del grupo 3 y el patrón de acilación del lípido A. Las construcciones de virulenta B. abortus quimeras que contienen LPS heterólogos a partir de los BVRS - mutantes demostraron una permeabilidad alterada a péptidos catiónicos similares a la de los / BVRS mutantes BvrR. Nuestra hipótesis es que Brucella BvrR / BvrS es un sistema dedicado a la homeostasis de la membrana externa y, por lo tanto, en la interfaz para la invasión celular y el montaje de las estructuras necesarias para el parasitismo intracelular.