A bvrR/bvrS Non-Polar Brucella abortus Mutant Confirms the Role of the Two-Component System BvrR/BvrS in Virulence and Membrane Integrity

Abstract

Brucella abortus is a bacterial pathogen causing bovine brucellosis worldwide. This facultative extracellular–intracellular pathogen can be transmitted to humans, leading to a zoonotic disease. The disease remains a public health concern, particularly in regions where livestock farming is present. The two-component regulatory system BvrR/BvrS was described by isolating the attenuated transposition mutants bvrR::Tn5 and bvrS::Tn5, whose characterization led to the understanding of the role of the system in bacterial survival. However, a phenotypic comparison with deletion mutants has not been performed because their construction has been unsuccessful in brucellae and difficult in phylogenetically related Rhizobiales with BvrR/BvrS orthologs. Here, we used an unmarked gene excision strategy to generate a B. abortus mutant strain lacking both genes, called B. abortus ∆bvrRS. The deletion was verified through PCR, Southern blot, Western blot, Sanger sequencing, and whole-genome sequencing, confirming a clean mutation without further alterations at the genome level. B. abortus ∆bvrRS shared attenuated phenotypic traits with both transposition mutants, confirming the role of BvrR/BvrS in pathogenesis and membrane integrity. This B. abortus ∆bvrRS with a non-antimicrobial marker is an excellent tool for continuing studies on the role of BvrR/BvrS in the B. abortus lifestyle.

Brucella abortus es un patógeno bacteriano causante de la brucelosis bovina en todo el mundo. Este patógeno extracelular-intracelular facultativo puede transmitirse al ser humano, dando lugar a una enfermedad zoonótica. La enfermedad sigue siendo motivo de preocupación para la salud pública, sobre todo en las regiones donde hay ganadería. El sistema regulador de dos componentes BvrR/BvrS se describió aislando los mutantes de transposición atenuados mutantes de transposición atenuados bvrR::Tn5 y bvrS::Tn5, cuya caracterización condujo a la comprensión de el papel del sistema en la supervivencia bacteriana. Sin embargo, la comparación fenotípica con los mutantes de deleción no se ha realizado porque su construcción no ha tenido éxito en brucelas y ha sido difícil en Rhizobiales filogenéticamente relacionados con ortólogos de BvrR/BvrS. Aquí hemos utilizado una estrategia de para generar una cepa mutante de B. abortus que carece de ambos genes, denominada B. abortus ∆bvrRS. La deleción se verificó mediante PCR, Southern blot, Western blot, secuenciación de Sanger y secuenciación del genoma completo. secuenciación del genoma completo, confirmando una mutación limpia sin más alteraciones a nivel genoma. B. abortus ∆bvrRS compartió rasgos fenotípicos atenuados con ambos mutantes de transposición, confirmando el papel de BvrR/BvrS en la patogénesis y la integridad de la membrana. Este B. abortus ∆bvrRS con un marcador no antimicrobiano es una herramienta excelente para continuar los estudios sobre el papel de BvrR/BvrS en el estilo de vida de B. abortus.