TheRickettsia conoriiAutotransporter Protein Sca1 Promotes Adherence to Nonphagocytic Mammalian Cells

Abstract

The pathogenesis of spotted fever group (SFG) Rickettsia species, including R. conorii and R. rickettsii, is acutely dependent on adherence to and invasion of host cells, including cells of the mammalian endothelial system. Bioinformatic analyses of several rickettsia genomes revealed the presence of a cohort of genes designated sca genes that are predicted to encode proteins with homology to autotransporter proteins of Gram-negative bacteria. Previous work demonstrated that three members of this family, rOmpA (Sca0), Sca2, and rOmpB (Sca5) are involved in the interaction with mammalian cells; however, very little was known about the function of other conserved rickettsial Sca proteins. Here we demonstrate that sca1, a gene present in nearly all SFG rickettsia genomes, is actively transcribed and expressed in R. conorii cells. Alignment of Sca1 sequences from geographically diverse SFG Rickettsia species showed that there are high degrees of sequence identity and conservation of these sequences, suggesting that Sca1 may have a conserved function. Using a heterologous expression system, we demonstrated that production of R. conorii Sca1 in the Escherichia coli outer membrane is sufficient to mediate attachment to but not invasion of a panel of cultured mammalian epithelial and endothelial cells. Furthermore, preincubation of a recombinant Sca1 peptide with host cells blocked R. conorii cell association. Together, these results demonstrate that attachment to mammalian cells can be uncoupled from the entry process and that Sca1 is involved in the adherence of R. conorii to host cells.

Proteínas transmembranales de organismos tipo rickettsia (OTR) en animales acuáticos: Factores de adherencia, invasión e infección

“…El grupo de la fiebre manchada contiene exclusivamente Sca0 que transcribe una proteína de membrana externa de 170-198 kDa, la cual es suficiente para mediar en la adhesión y la invasión de células huésped (Riley et al 2010, Chan et al 2011, esto es logrado por la estimulación de la polimerización de actina como medio de propulsión e invasión de células adyacentes, en la presencia de un lipopolisacárido (LPS) específico (Valbuena 2010).…”

“…El proceso de invasión inicia con la adhesión entre el receptor Ku70 de la célula huésped con el receptor bacteriano llamado antígeno de superficie celular 5 (Sca5), también conocido como OmpB (Chan et al 2009); posteriormente ocurre la adhesión de antígenos de superficie celular como Sca0 conocido también como OmpA, que participa en la adhesión e invasión celular y Sca1 que participa solamente en la adherencia de la célula huésped (Riley et al 2010). Una vez que ha ocurrido la adhesión, el sistema de secreción tipo 4 (T4SS, por sus siglas en inglés Type IV Secretion Systems) inyecta efectores como Sec7, LepA, LepB y patatinas en la célula diana para apoderarse de diversos mecanismos celulares (La et al 2007).…”

“…Después de la traducción, el dominio Cterminal se inserta en la membrana externa formando un poro, permitiendo la exposición externa del dominio de pasajero. En la mayoría de los OTR del grupo SFG se han reportado cinco genes muy conservados de la familia Sca (ScaO u OmpA, Sca1, Sca2, Sca4 y Sca5 u OmpB), lo cual representa evidencia de su importante rol en el ciclo de vida de la bacteria (Blanc et al 2005, Chan et al 2011, Riley et al 2010, Kleba et al 2010). …”

“…El tamaño total de Sca1 varía ampliamente entre rickettsias, desde 594 hasta 1976 aminoácidos, es decir, de 65-217 kDa y un pI de 10.22 (Riley et al 2010); sin embargo, ha conservado sus dominios específicos a pesar de verse limitado por la presión selectiva en la diversidad de sus regiones N-terminal y ß-péptidos (Ngwamidiba et al 2005).…”

Rickettsia rickettsiiouter membrane protein YbgF induces protective immunity in C3H/HeN mice

“…The Sca0 (OmpA) and Sca1 proteins are involved in the attachment of rickettsiae to host cells, 9,10 while Sca5 (OmpB) is associated with the rickettsial invasion of host cells. 4 Sca2 serves as a formin mimic that is associated with actin-based motility of rickettsiae in host cells.…”