Produkter

Mycobacterium tuberculosis kan kvarstå i årtionden i den mänskliga värden.Stringenta svarsvägar som involverar oorganiskt polyfosfat [poly(P)], som syntetiseras och hydrolyseras av polyfosfatkinas (PPK) respektive exopolyfosfatas (PPX), tros spela en viktig regulatorisk roll i bakteriell persistens.Vi visar här att M. tuberculosis poly(P)-ackumulering är temporärt kopplad till bacillär tillväxtrestriktion.Vi identifierar också M. tuberculosis Rv1026 som ett nytt exopolyfosfatas med hydrolytisk aktivitet mot långkedjig poly(P).Genom att använda ett tetracyklin-inducerbart uttryckssystem för att slå ner uttrycket av Rv1026 (ppx2) fann vi att M. tuberculosis poly(P)-ackumulering leder till långsam tillväxt och minskad känslighet för isoniazid, ökad motståndskraft mot värme och surt pH och förbättrad intracellulär överlevnad under makrofaginfektion.Genom transmissionselektronmikroskopi uppvisade ppx2 knockdown-stammen ökad cellväggstjocklek, vilket var associerat med minskad cellväggpermeabilitet för hydrofila läkemedel snarare än induktion av läkemedelsutflödespumpar eller förändrad biofilmbildning i förhållande till den tomma vektorkontrollen.Transkriptomisk och metabolomisk analys avslöjade en metabolisk nedväxling av ppx2 knockdown kännetecknad av minskad transkription och translation och en nedväxling av glycerol-3-fosfatnivåer.Sammanfattningsvis spelar poly(P) en viktig roll i M. tuberculosis tillväxtrestriktion och metabolisk nedväxling och bidrar till antibiotikatolerans genom förändrad cellväggpermeabilitet. Det stringenta svaret, involverar de regulatoriska molekylerna oorganiskt polyfosfat [poly(P)] och (p) )ppGpp, tros förmedla Mycobacterium tuberculosis persistens.I denna studie identifierade vi ett nytt enzym (Rv1026, PPX2) som ansvarar för att hydrolysera långkedjig poly(P).En genetiskt modifierad M. tuberculosis-stam som saknade ppx2-genen visade ökade poly(P)-nivåer, vilket var associerat med tidigt bakteriell tillväxtstopp och minskad känslighet för förstahandsläkemedlet isoniazid, samt ökad bakteriell överlevnad under exponering för stress förhållanden och inom makrofager.I förhållande till kontrollstammen visade mutanten ökad tjocklek på cellväggen och minskad läkemedelspermeabilitet.Globalt genuttryck och metabolitanalys avslöjade minskat uttryck av transkriptions- och translationsmaskineriet och en förändring i användningen av kolkällor.Sammanfattningsvis är reglering av poly(P)-balansen avgörande för persisterbildning vid M. tuberculosis.