Discovering RNA-Based Regulatory Systems for Yersinia Virulence

Abstract

The genus Yersinia includes three human pathogenic species, Yersinia pestis, the causative agent of the bubonic and pneumonic plague, and enteric pathogens Y. enterocolitica and Y. pseudotuberculosis that cause a number of gut-associated diseases. Over the past years a large repertoire of RNA-based regulatory systems has been discovered in these pathogens using different RNA-seq based approaches. Among them are several conserved or species-specific RNA-binding proteins, regulatory and sensory RNAs as well as various RNA-degrading enzymes. Many of them were shown to control the expression of important virulence-relevant factors and have a very strong impact on Yersinia virulence. The precise targets, the molecular mechanism and their role for Yersinia pathogenicity is only known for a small subset of identified genus- or species-specific RNA-based control elements. However, the ongoing development of new RNA-seq based methods and data analysis methods to investigate the synthesis, composition, translation, decay, and modification of RNAs in the bacterial cell will help us to generate a more comprehensive view of Yersinia RNA biology in the near future.

Yersinia Pestis e a Peste: uma visão holística no século 21/ Yersinia Pestis and The Plague: a holistic view in the 21st century

“…A bactéria Y. pestis é um bacilo gram-negativo, imóvel, não formador de esporos e polimorfo, podendo se apresentar sob formas cocóide, anelar ou afilados (ZHAO X, 2016;YANG R, et al, 2012). O crescimento da colônia ocorre em meio anaeróbio facultativo, sendo mais veloz em meios de cultura que contenham sangue ou líquidos teciduais à temperatura ideal de 28°C (KNITTEL V, et al, 2018). Além disso, é capaz de permanecer viável em materiais como escarro, fezes de pulgas e tecidos protegidos (medula óssea), principalmente em baixas temperaturas (DRANCOURT M, et al, 2016).…”

“…A transferência horizontal de genes consiste em três processos de ganho genético, os quais: a) transformação, isto é, a captação de fragmentos de DNA livres no ambiente e sua subsequente incorporação ao genoma bacteriano; b) conjugação, ou seja, a passagem unidirecional de informações genéticas entre células bacterianas; e a c) transdução, que se trata da transferência de genes de uma bactéria para outra por meio de bacteriófagos, os quais carreiam informações genéticas específicas de um microorganismo e o incorpora em outra célula bacteriana (KNITTEL V, et al, 2018…”

“…Ao adentrar no novo organismo, a Y. pestis é destruída pelas células polimorfonucleares do hospedeiro, mas multiplica-se nos macrófagos onde produz uma proteína antifagocítica que a permite resistir à fagocitose feita pelo sistema imune do animal (BUTLER T, 2013;HINNEBUSCH BJ, 2012). As endotoxinas produzidas por essa bactéria alcançam rapidamente os vasos linfáticos, ocasionando uma intensa inflamação hemorrágica nos linfonodos, que sofrem necrose (KNITTEL V, et al, 2018). Embora a invasão possa ser interrompida nesse estágio, a Y. pestis frequentemente alcança a corrente sanguínea e dissemina-se em ampla escala, podendo evoluir para lesões hemorrágicas e necróticas em todos os órgãos (YANG R, et al, 2012).…”

“…A resposta imune adaptativa é baseada na interação do Complexo de Histocompatibilidade Principal com o receptor de célula T (TCR) e o peptídeo, na geração de moléculas coestimuladoras e na produção de citocinas -como o interferon-gama (IFNγ) e o TNF-α (KNITTEL V, et al, 2018) . Com isso, há uma ativação dos linfócitos TCD4+ que sofrem expansão clonal e geram uma resposta imunológica específica e de longa duração ao ativarem os linfócitos B, recrutarem fagócitos e estimularem linfócitos TCD8+ citotóxicos, os quais exercem lise direta das células infectadas pela bactéria (ZHAO X, et al, 2016).…”

“…Com isso, há uma ativação dos linfócitos TCD4+ que sofrem expansão clonal e geram uma resposta imunológica específica e de longa duração ao ativarem os linfócitos B, recrutarem fagócitos e estimularem linfócitos TCD8+ citotóxicos, os quais exercem lise direta das células infectadas pela bactéria (ZHAO X, et al, 2016). Sendo assim, a Y. pestis ao suprimir essa ativação dos linfócitos T, interfere diretamente na imunidade adaptativa (ZHAO X, et al, 2016;KNITTEL V, et al, 2018).…”