P3-01 Manipulating Brucella abortus two-component regulatory system BvrR/BvrS promoter activity through environmental stimuli

Abstract

The two-component regulatory system BvrR/BvrS is required for Brucella abortus transition from an extra- cellular to an intracellular lifestyle. BvrS is a sensor histidine kinase transducing unknown external stimuli

to the BvrR transcriptional regulator through phosphorylation. Active BvrR then binds to gene regulatory regions, affecting their transcription. The system is a master regulator controlling the expression of genes related to cell envelope homeostasis, carbon and nitrogen metabolism, the virulence factor VirB and its regulator VjbR. B. abortus bvrR/bvrS mutants are avirulent in mice models. Low concentration of nutrients

and pH were recently described as environmental cues affecting the BvrR transcriptional regulator activa- tion through phosphorylation. Here, we describe the environmental cues that affect BvrR/BvrS promoter

activity. Using a pbvrR::luxA/luxB transcriptional fusion, the promoter activity was determined during in vitro

growth and ex vivo in a cellular infection model. Conditions and chemical compounds simulating the envi- ronment found during intracellular trafficking were evaluated: nutrient restrictions, different pH, presence of

metals, carbon, and nitrogen sources, at different concentrations and time. The results obtained for each

condition tested, individually or in combination will be presented in this report. Some of the assessed con- ditions affected bvrRp activity and demonstrated a similar effect on BvrR phosphorylation. A combination of

conditions tested was found to repress bvrRp activity. Altogether, these results show that conditions that modulate bvrRp activity are not necessarily the same as those sensed by the BvrR/BvrS two-component system but might influence BvrR activation. This work provides a first attempt toin vitro manipulate the bvrRp activity and hence contribute to the understanding of the type of environmental signals need it for regulating bvrR/bvrS transcription.

El sistema regulador de dos componentes BvrR/BvrS es necesario para la transición de Brucella abortus de un estilo de vida extracelular a otro intracelular. BvrS es un sensor histidina quinasa que transduce estímulos externos desconocidos al regulador transcripcional BvrR mediante fosforilación. El BvrR activo se une entonces a regiones reguladoras de genes, afectando a su transcripción. El sistema es un regulador maestro que controla la expresión de genes relacionados con la homeostasis de la envoltura celular, el metabolismo del carbono y el nitrógeno, el factor de virulencia VirB y su regulador VjbR. Los mutantes bvrR/bvrS de B. abortus son avirulentos en modelos de ratón. La baja concentración de nutrientes y el pH se han descrito recientemente como señales ambientales que afectan a la activación del regulador transcripcional BvrR a través de la fosforilación. Aquí describimos las claves ambientales que afectan a la actividad promotora de BvrR/BvrS. Utilizando una fusión transcripcional pbvrR::luxA/luxB, se determinó la actividad promotora durante el crecimiento in vitro y ex vivo en un modelo de infección celular. Se evaluaron condiciones y compuestos químicos que simulan el ambiente encontrado durante el tráfico intracelular: restricciones de nutrientes, diferentes pH, presencia de metales, fuentes de carbono y nitrógeno, a diferentes concentraciones y tiempo. En este informe se presentan los resultados obtenidos para cada condición ensayada, individualmente o en combinación. Algunas de las condiciones evaluadas afectaron a la actividad de bvrRp y demostraron un efecto similar sobre la fosforilación de BvrR. Se descubrió que una combinación de las condiciones probadas reprimía la actividad de bvrRp. En conjunto, estos resultados muestran que las condiciones que modulan la actividad de bvrRp no son necesariamente las mismas que las detectadas por el sistema de dos componentes BvrR/BvrS, pero podrían influir en la activación de BvrR. Este trabajo supone un primer intento de manipular in vitro la actividad de bvrRp y contribuir así a la comprensión del tipo de señales ambientales que necesita para regular la transcripción de bvrR/bvrS.