Verification of the importance of the PG0906 gene in the functioning of the type IX secretion system (T9SS) in Porphyromonas gingivalis

Gram-ujemna, nieruchliwa bakteria z gatunku Porphyromonas gingivalis jest ludzkim oportunistycznym patogenem, który u osób z nie poznanymi jeszcze genetycznymi czynnikami ryzyka, bierze udział w patogenezie przewlekłej (chroni) paradontozy. Mimo, iż istnieje wiele bakteryjnych czynników etiologicznych wpływających na rozwój tej choroby, to wyniki badań wskazują tę właśnie bakterię, jako główną przyczynę paradontozy.Bakterie wykształciły szereg skomplikowanych mechanizmów wydzielania białek i kwasów nukleinowych poza komórkę. Dotychczas poznano osiem klas systemów sekrecji, występujących u bakterii Gram-ujemnych. Autora pracy zainteresował nowo odkryty system sekrecji IX (T9SS), nazywany również PorSS. System ten bierze udział w sekrecji proteaz cysteinowych, nazywanych gingipainami, które są głównymi czynnikami wirulencji P. gingivalis.Zgodnie z wynikami badań prowadzonych w Zakładzie Mikrobiologii na WBBiB UJ postawiono tezę, że białko PG0906, oddziałujące z białkiem PorT (PG0677) systemu sekrecji PorSS, jest zaangażowane w proces transportu białek sekrecyjnych systemu PorSS przez błonę zewnętrzną P. gingivalis.W celu potwierdzenia hipotezy w szczepie dzikim P. gingivalis W83 uzyskano mutanta delPG0906 pozbawionego w-w białka. Analizując krzywą wzrostu dla obu szczepów zaobserwowano wyraźne spowolnienie wzrostu, jednak przejścia pomiędzy fazami: adaptacyjną, wzrostu logarytmicznego, stacjonarną i zamierania, pokrywały się. Pomiar aktywności gingipain: Rgp i Kgp wykazał wzrost aktywności gingipain w stosunku do szczepu dzikiego nawet o 31%. Tak znaczny wzrost aktywności mógł być wywołany przez stres komórkowy związany z brakiem białka PG0906. Pomiar aktywności innych enzymów: PtpA, DPPVII i DPPIV wykazał brak znaczących różnic między szczepami.

Gram-negative, non-motile bacterium of the genus Porphyromonas gingivalis is a human oportunistic pathogen, that in the presence of yet unknown genetic risk factors is involved in the pathogenesis of paradontitis. Although there are many other bacterial ethological factors that influence the development of this disease, research indicates that P. gingivali as the main cause of periodontitis.Bacteria have developed a series of complex mechanisms of protein secretion and acids out of the cell. Currently they are known eight classes of secretion systems occurring predominantly in Gram-negative bacteria. Author's work interest the newly discovered system secretion IX, also called PorSS. This system is involved in the secretion of cysteine proteases, called gingipains, that are major virulence factors of P. gingivalis.According to research conducted at the Department of Microbiology at FBBB we hypothesize in this thesis that the PG0906 protein, interacting with the PorT protein (PG0677) of the PorSS secretion system, is involved in the process of secretion.In order to confirm the hypothesis I have knocked-out the PG0906 genein in P. gingivalis W83 obtaining delPG0906 strain lacking the targeted protein. Analyzing the growth curve for the mutant and wild-type strain we observed a clear decline in growth of the mutant. The transition between phases: adaptation, growth, logarithmic, stationary and dying in both strains was overlapping. Interestingly the Rgp and Kgp activity of the mutant was higher by up 31% compared to the wild-type. This significant increase in activity could be induced by cellular stress associated with the absence of the protein PG0906. Measurement of the activity of other enzymes: PtpA, DPPVII and DPPIV showed no significant differences between the strains.