The signalling molecule Autoinducer-2 is not internalised in Campylobacter jejuni

Das Signalmolekül Autoinducer-2 wird in Campylobacter jejuni nicht internalisiert

Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 128, 111-116

DOI: 10.2376/0005-9366-128-111

© Schlütersche Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG. 2014

Publiziert: 12/2014

Summary

Bacteria recognise and constantly adjust to changing situations by sensing environmental and self-produced signals. Autoinducer-2 (AI-2) is a signal molecule, found in many bacterial species and thus proposed to enable interspecies communication. Two classes of AI-2 receptors have been identified so far. One class of AI-2 receptors sense AI-2 by a two component signalling system. The other class, the LsrB family, internalises and phosphorylates AI-2. Campylobacter (C.) jejuni is known to produce AI-2, but no AI-2 receptor in C. jejuni has been found yet. Therefore, all research on AI-2 dependent phenotypes has been conducted with AI-2 synthase (luxS) mutants. This mutation also leads to a disruption of the activated methyl cycle. Most studies lack sufficient complementation resulting in not knowing whether phenotypes of luxS mutants depend on disrupted metabolism or lack of AI-2. All this contributes to an intensive discussion about the exact role of AI-2 in C. jejuni. Our previous study showed altering phenotypes (growth and motility) of the C. jejuni NCTC 11168ΔluxS mutant in contrast to wild type, which could be complemented with synthetic AI-2. To assess how AI-2 induces the altering phenotypes during complementation assays, we performed an AI-2 uptake assay. Our data show, that AI-2 is not internalised by C. jejuni. These data suggest, that yet unknown AI-2 receptors are present on the cell surface of C. jejuni. Therefore further search of AI-2 receptors in C. jejuni should focus on two component signalling systems and not on transporter systems.

Zusammenfassung

Bakterien sind in der Lage, verändernde Umweltbedingungen zu erkennen und sich diesen anzupassen, indem sie äußere Umwelteinflüsse und selbst produzierte Signale wahrnehmen. Autoinducer-2 (AI-2) ist ein Signalmolekül, das von vielen Bakterienspezies synthetisiert wird. Daher wird vermutet, dass AI-2 der interspezies-spezifischen Kommunikation dient. Bisher sind zwei Klassen von AI-2 Rezeptoren eindeutig identifiziert. Eine Klasse von AI-2 Rezeptoren bindet AI-2 über ein Zwei-Komponenten-Signalsystem. Die andere Klasse (LsrB) internalisiert und phosphoryliert AI-2. Campylobacter (C.) jejuni synthetisiert AI-2, allerdings konnte bislang noch kein Rezeptor in C. jejuni identifiziert werden. Daher wurden sämtliche Studien von AI-2-abhängigen Phänotypen mit AI-2-Synthase (luxS)-Mutanten durchgeführt. Allerdings spielt LuxS auch eine zentrale Rolle bei der Regeneration von Homocystein im Methioninzyklus. In vielen Studien fehlt dabei eine ausreichende Komplementation, um zu zeigen, ob auftretende Phänotypen ein Resultat der Störung der metabolischen Funktion von LuxS sind oder sich diese als Konsequenz der Unterbrechung der AI-2 vermittelten Zellkommunikation zeigen. Eine frühere Studie zeigte, dass unterschiedliche Phänotypen von C. jejuni NCTC 11168ΔluxS Mutanten (Wachstum und Schwärmverhalten) im Vergleich zum Wildtyp auftreten. Diese Unterschiede konnten teilweise mit synthetischem AI-2 komplementiert werden. Um zu untersuchen, wie AI-2 diese veränderten Phänotypen während der Komplementation induziert, wurde hier ein AI-2 uptake assay durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass AI-2 nicht aktiv in C. jejuni internalisiert wird. Unsere Daten lassen vermuten, dass noch unbekannte AI-2 Rezeptoren in C. jejuni vorhanden sind. Somit sollte sich die weitere Suche nach AI-2 Rezeptoren in C. jejuni auf Zwei-Komponenten-Systeme konzentrieren und nicht auf Transportersysteme.