Funktionelle Analyse von Typ II- und Typ IV-Sekretionssystemen des pflanzenpathogenen Bakteriums Xanthomonas campestris pv. vesicatoria
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das pflanzenpathogene Bakterium Xanthomonas euvesicatoria ist der Erreger der bakteriellen Fleckenkrankheit bei Paprika und Tomate und einer der Modellorganismen für die Analyse bakterieller Virulenzfaktoren. Ziel des vorliegenden Projektes war die Analyse der Funktion von Typ II-Sekretionssystemen (T2S-Systemen) und Typ IV-Sekretionssystemen (T4S-Systemen) für die bakterielle Virulenz und Proteinsekretion. Vorangegangene Arbeiten zeigten, dass das Xps- T2S-System abbauende Enzyme sekretiert und eine hohe Substratspezifität aufweist. Die Substraterkennung wird vermutlich durch eine periplasmatische Assemblierungsplattform vermittelt, welche mit dem Sekretinkanal in der äußeren Membran assoziiert ist. In der letzten Förderperiode haben wir ein modulares T2S-System mittels Golden Gate-Klonierung generiert, welches die effiziente Deletion oder Insertion von Genen in das Gencluster ermöglicht und damit funktionelle Studien erleichtert. Die Analyse von Mutanten und Protein-Protein-Interaktionen führte zur Identifizierung einer aus XpsCLM bestehenden Assemblierungsplattform, welche essentiell für die T2S ist, jedoch nicht notwendig für die Assemblierung des Sekretins. In weiteren Arbeiten wurden in vitro-Sekretionsbedingungen optimiert sowie neue T2S-Substrate in planta mittels massenspektrometrischer Analyse von Apoplastenflüssigkeit identifiziert. Neben dem T2S-System wurde in der vergangenen Förderperiode auch die Funktion des VirB/VirD4- sowie des Icm/Dot-T4S-Systems von X. euvesicatoria analysiert. Durch Expressions- und Interaktionsstudien wurde nachgewiesen, dass T4S-Gene exprimiert werden und Komponenten von oligomeren Proteinkomplexen kodieren, die den bekannten Komplexen von VirB/VirD4- und Icm/Dot-T4S-Systemen entsprechen. Während eine Virulenzfunktion von T4S-Systemen nicht bestätigt werden konnte, zeigten Sekretions- und Konjugationsexperimente, dass beide T4S- Systeme die Relaxase TraI sekretieren. Zudem wurde der Transfer eines natürlichen Plasmids von X. euvesicatoria durch das VirB/VirD4-T4S-System nachgewiesen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Functional characterization of the Xcs and Xps type II secretion systems from the plant pathogenic bacterium Xanthomonas campestris pv vesicatoria. New Phytologist, 187(4), 983-1002.
Szczesny, Robert; Jordan, Matthias; Schramm, Claudia; Schulz, Steve; Cogez, Virginie; Bonas, Ulla & Büttner, Daniela
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The xylan utilization system of the plant pathogen Xanthomonas campestris pv campestris controls epiphytic life and reveals common features with oligotrophic bacteria and animal gut symbionts. New Phytologist, 198(3), 899-915.
Déjean, Guillaume; Blanvillain‐Baufumé, Servane; Boulanger, Alice; Darrasse, Armelle; de Bernonville, Thomas Dugé; Girard, Anne‐Laure; Carrére, Sébastien; Jamet, Stevie; Zischek, Claudine; Lautier, Martine; Solé, Magali; Büttner, Daniela; Jacques, Marie‐Agnès; Lauber, Emmanuelle & Arlat, Matthieu
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Xanthomonas campestris pv. vesicatoria Secretes Proteases and Xylanases via the Xps Type II Secretion System and Outer Membrane Vesicles. Journal of Bacteriology, 197(17), 2879-2893.
Solé, Magali; Scheibner, Felix; Hoffmeister, Anne-Katrin; Hartmann, Nadine; Hause, Gerd; Rother, Annekatrin; Jordan, Michael; Lautier, Martine; Arlat, Matthieu & Büttner, Daniela
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Functional characterization of VirB/VirD4 and Icm/Dot type IV secretion systems from the plant-pathogenic bacterium Xanthomonas euvesicatoria. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 13.
Drehkopf, Sabine; Scheibner, Felix & Büttner, Daniela
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Poster presentation (FEMS meeting, July 2023): (Poster) Functional characterization of VirB- and Icm/Dot-like type IV secretion systems from the plant-pathogenic bacterium Xanthomonas euvesicatoria
Drehkopf S. & Büttner D.
