Proteomic Analysis of Three Independent Series of Sequential Cystic Fibrosis Strains in an International Pseudomonas aeruginosa Reference Panel Indicates Positive Selection in Late Infection Strains.

چکیده اصلی

Pseudomonas aeruginosa is a highly diverse, adaptable Gram-negative bacterium that thrives in many environments and is a frequent cause of chronic opportunistic infections in people with cystic fibrosis (CF). P. aeruginosa adapts over time of colonization to facilitate chronic infection, including loss of virulence factors; however, proteomic analyses of the adaptation to chronic infection have been limited. We previously assembled and characterized an international panel of P. aeruginosa strains from diverse clinical and geographical sources, including three sets of sequential CF isolates, enabling identification of conserved adaptations linked to chronic CF lung colonization. We compared the proteomes of eight strains (three early and five late infection) to assess whether common proteomic changes emerged during colonization across the sequential isolates. We identified 11 proteins showing increased abundance in late isolates in all three series, many of which are associated with virulence, regulation of virulence, or response to hypoxia. These include CF inhibitory factor repressor (CifR); WspR; 2 two-component response regulators (PA2572 and PA3702), and transcriptional regulator (PA2551). Moreover, we identified three proteins (PA2572, PA3819, and PA5028) that showed increased abundance in all five late isolates. The probability of this being random is 5.06 × 10-53 and therefore, strong evidence of positive selection. The increased abundance of PA2573 and PA3819 appears to improve the fitness of P. aeruginosa in response to antibiotics and oxidative stress. All three proteins share a tyrosine phosphorylation motif, suggesting a common regulatory mechanism. Overall, despite substantial diversity across P. aeruginosa, common adaptations occur in the CF lung.

ترجمه فارسی چکیده

پسیونوما آروژینوزا باکتری گرم منفی تنوع بالا و سازگار است که در محیط‌های متعدد رشد می‌کند و علت شایع عفونت‌های مزمن شانسی در افراد مبتلا به فیبروسیستیک (CF) است. این باکتری در طول زمان استعمار سازگار می‌شود تا عفونت مزمن را تسهیل کند، از جمله از دست دادن عوامل ویروسیسنس؛ با این حال، تحلیل‌های پروتئومیک مربوط به سازگاری با عفونت مزمن محدود بوده است. ما قبلاً یک پنل بین‌المللی از استرین‌های P. aeruginosa را از منابع بالینی و جغرافیایی متنوع، از جمله سه مجموعه از ایزولات‌های متوالی CF، گردآوری و توصیف کردیم که شناسایی سازگاری‌های ثابت مرتبط با استعمار مزمن ریه CF را ممکن ساخت. ما پروتئوم‌های هشت استرین (سه عفونت زودهنگام و پنج عفونت متأخر) را مقایسه کردیم تا بررسی کنیم آیا تغییرات پروتئومیک مشترکی در طول استعمار در ایزولات‌های متوالی ظاهر می‌شوند. ما ۱۱ پروتئین را شناسایی کردیم که در همه سه سری در ایزولات‌های متأخر غلظت بیشتری دارند، بسیاری از آن‌ها با ویروسیسنس، تنظیم ویروسیسنس یا پاسخ به هیپوکسی مرتبط هستند. این موارد شامل CF inhibitory factor repressor (CifR)، WspR، دو تنظیم‌کننده پاسخ دو جزئی (PA2572 و PA3702) و تنظیم‌کننده ترجمه‌ای (PA2551) است. علاوه بر این، سه پروتئین (PA2572، PA3819 و PA5028) را شناسایی کردیم که در همه پنج ایزولات متأخر غلظت بیشتری نشان دادند. احتمال این اتفاق به صورت تصادفی ۵٫۰۶ × ۱۰-۵۳ است و بنابراین شواهد قوی از انتخاب مثبت است. افزایش غلظت PA2573 و PA3819 به نظر می‌رسد بهبود آمادگی (fitness) P. aeruginosa را در پاسخ به آنتی‌بیوتیک‌ها و استرس اکسیداتیو بهبود می‌بخشد. همه سه پروتئین یک مونوفسفریلاسیون تری‌تین (tyrosine phosphorylation motif) مشترک دارند که نشان‌دهنده یک مکانیسم تنظیمی مشترک است. در مجموع، با وجود تنوع قابل توجه در P. aeruginosa، سازگاری‌های مشترکی در ریه CF رخ می‌دهد.

متن کامل اصلی