Transcriptional Response of Pasteurella multocida to Defined Iron Sources

Abstract

Pasteurella multocida was grown in iron-free chemically defined medium supplemented with hemoglobin, transferrin, ferritin, and ferric citrate as iron sources. Whole-genome DNA microarrays were used to monitor global gene expression over seven time points after the addition of the defined iron source to the medium. This resulted in a set of data containing over 338,000 gene expression observations. On average, 12% of P. multocida genes were differentially expressed under any single condition. A majority of these genes encoded P. multocida proteins that were involved in either transport and binding or were annotated as hypothetical proteins. Several trends are evident when the data from different iron sources are compared. In general, only two genes (ptsN and sapD) were expressed at elevated levels under all of the conditions tested. The results also show that genes with increased expression in the presence of hemoglobin did not respond to transferrin or ferritin as an iron source. Correspondingly, genes with increased expression in the transferrin and ferritin experiments were expressed at reduced levels when hemoglobin was supplied as the sole iron source. Finally, the data show that genes that were most responsive to the presence of ferric citrate did not follow a trend similar to that of the other iron sources, suggesting that different pathways respond to inorganic or organic sources of iron in P. multocida. Taken together, our results demonstrate that unique subsets of P. multocida genes are expressed in response to different iron sources and that many of these genes have yet to be functionally characterized.

Growth-dependent Phosphorylation of the PtsN (EIINtr) Protein of Pseudomonas putida

“…ptsN mutants of P. putida change the sensitivity of the m-xylene-responsive 54 promoter Pu to the presence of glucose in the medium (6, 8, 36 -38) and alter the expression pattern of a large number of proteins of the cell proteome (36). ptsN is also involved in the response of Pasteurella multocida to iron starvation (39). Finally, inactivation of ptsN in Rhizobium etli reduces growth on medium containing succinate, lessens production of melanin, and inhibits expression of the N-fixation gene nifH (40).…”

Identificação de transcritos diferencialmente expressos por Pasteurella multocida em condições de privação de ferro

“…O perfil de transcritos superexpressos na condição de Fe -está associado a transoporte celular e proteínas de membrana que são descritos em P. multocida e outras bactérias. Os genes da família fbpABC, por exemplo, durante a privação de Fe em bactérias estão associados ao complexo tonB (Paustian et al 2001, Paustian et al 2002, que captura o Fe3+ da trasferrina para o espaço periplasmático bacteriano (Armstrong et al 2012). Estudos de expressão dos genes fbpABC em Neisseria miningitidis, demostraram que a transcrição de fbpA é aumentada em condições de limitação de Fe, além da interação acoplada de fbpAB e fbpBC no transporte de Fe periplasmático de transferrina e lactoferrina humana.…”

“…Além de genes relacionados diretamente a absorção e transporte de Fe, também se observou na condição de tratamento (Fe-) o gene Ferritina contendo Fe de origem não hemica, uma oxiredutase capaz de formar esferas de armazenamento de átomos de Fe, tornando-os assim disponíveis para a célula além de protegê-la dos efeitos tóxicos de acú-mulo de Fe, sendo esse resultado similar aos encontrados por outros autores em P. multocida (Paustian et al 2002) e Helicobacter pylori (Huang et al 2009) (Ding et al 2014) que codifica uma permease que capta o Fe 3+ diretamente para o citoplasma do agente, mas que até então não havia sido descrita por outros autores em experimentos de avaliação de resposta transcricional em condições limitantes de Fe (Knight et al 2005, Ding et al 2014.…”

“…Estudos sobre a proliferação de bactérias e fungos no tecido do hospedeiro têm demonstrado que seu crescimento é limitado não só por mecanismos de defesa do hospedeiro, mas também pela disponibilidade de nutrientes, como o Ferro (Fe), importante fator de crescimento que participa de processos biológicos essenciais como transporte de oxigênio, regulação gênica e síntese de DNA (Escolar et al 1999, Paustian et al 2001, Paustian et al 2002, Madigan et al 2010, Ding et al 2014. A necessidade de Fe e a capacidade de adquiri-lo in vivo têm sido descrita em diversos agentes patogênicos como fatores de virulência (Lee et al 2007).…”

“…Até recentemente a análise de transcritos expressos por patógenos de interesse médico eram baseados apenas em técnicas de microarray, o que vem sendo complementado e melhorado pelas técnicas de sequenciamento de nova geração (Paustian et al 2001, Paustian et al 2002, Kogenaru et al 2012.…”