Interplay between Regulatory RNAs and Signal Transduction Systems during Bacterial Infection

Abstract

The ability of pathogenic bacteria to stably infect the host depends on their capacity to respond and adapt to the host environment and on the efficiency of their defensive mechanisms. Bacterial envelope provides a physical barrier protecting against environmental threats. It also constitutes an important sensory interface where numerous sensing systems are located. Signal transduction systems include Two-Component Systems (TCSs) and alternative sigma factors. These systems are able to sense and respond to the ever-changing environment inside the host, altering the bacterial transcriptome to mitigate the impact of the stress. The regulatory networks associated with signal transduction systems comprise small regulatory RNAs (sRNAs) that can be directly involved in the expression of virulence factors. The aim of this review is to describe the importance of TCS- and alternative sigma factor-associated sRNAs in human pathogens during infection. The currently available genome-wide approaches for studies of TCS-regulated sRNAs will be discussed. The differences in the signal transduction mediated by TCSs between bacteria and higher eukaryotes and the specificity of regulatory RNAs for their targets make them appealing targets for discovery of new strategies to fight against multi-resistant bacteria.

Effects of Polyethylene Microplastics and Phenanthrene on Soil Properties, Enzyme Activities and Bacterial Communities

“…In bacteria, the transcription and translation processes are concurrent for gene expression to accommodate the changing conditions [78,79]. Signal transduction is the biological response of microbial cells to the ever-changing environment, altering the bacterial transcriptome to mitigate the influence of contaminant stress [80]. Cell motility might provide a competitive advantage for the bacterial community to fit the changing environment and move towards nutrients or avoid toxic substances as well [81].…”

Oddziaływania Pomiędzy Małymi, Regulatorowymi RNA a Dwuskładnikowymi Systemami Transdukcji Sygnału u Bakterii Gram-Ujemnych

“…Niezwykle często sRNA stanowią brakujące ogniwa pomiędzy TCS a genami docelowymi, a także biorą udział w angażowaniu TCS i ich regulonów do innych systemów regulacyjnych w odpowiedzi na różne bodźce środowiskowe. Wydaje się, że współdziałanie TCS-sRNA jest globalną cechą regulacyjną u wielu organizmów prokariotycznych [30,74].…”

“…3). W takiej sieci regulatorowej ekspresja sRNA może być kontrolowana przez TCS i odwrotnie sRNA mogą regulować ekspresję genów wchodzących w skład danego systemu dwuskładnikowego [74].…”

“…Obydwa sRNA regulują również ekspresję genów białek receptorowych FepA i FecA, które rozpoznają kompleksy żelaza z sideroforami i uczestniczą w transporcie żelaza do komórki. Kompleks TonB-ExbB-ExbD zlokalizowany w osłonach dostarcza energii do transportu [74,76]. Receptory, które są celem działania OmrA/B, są również wykorzystywane przez bakteriofagi lub kolicyny w celu wniknięcia do komórki bakteryjnej.…”