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Gamma-aminobutyric acid acts as a specific virulence regulator in Pseudomonas aeruginosa

Authors :
Sylvie Chevalier
Laure Taupin
Marc G. J. Feuilloley
Annelise Chapalain
Mélanie Hillion
Julien Vieillard
Olivier Lesouhaitier
Cécile Duclairoir Poc
Audrey Dagorn
Franck Le Derf
Laboratoire de Microbiologie du Froid – Signaux et Micro-Environnement (LMDF-SME)
Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)
Institut Armand Frappier (INRS-IAF)
Institut National de la Recherche Scientifique [Québec] (INRS)-Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)
Chimie Organique et Bioorganique : Réactivité et Analyse (COBRA)
Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Le Havre Normandie (ULH)
Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie Organique Fine (IRCOF)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines (LBCM)
Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Microbiology, Microbiology, Microbiology Society, 2013, 159 (Pt_2), pp.339-351. ⟨10.1099/mic.0.061267-0⟩
Publication Year :
2013
Publisher :
HAL CCSD, 2013.

Abstract

Gamma-aminobutyric acid (GABA) is widespread in the environment and can be used by animal and plants as a communication molecule. Pseudomonas species, in particular fluorescent ones, synthesize GABA and express GABA-binding proteins. In this study, we investigated the effects of GABA on the virulence of Pseudomonas aeruginosa. While exposure to GABA (10 µM) did not modify either the growth kinetics or the motility of the bacterium, its cytotoxicity and virulence were strongly increased. The Caenorhabditis elegans ‘fast killing test’ model revealed that GABA acts essentially through an increase in diffusible toxin(s). GABA also modulates the biofilm formation activity and adhesion properties of PAO1. GABA has no effect on cell surface polarity, biosurfactant secretion or on the lipopolysaccharide structure. The production of several exo-enzymes, pyoverdin and exotoxin A is not modified by GABA but we observed an increase in cyanogenesis which, by itself, could explain the effect of GABA on P. aeruginosa virulence. This mechanism appears to be regulated by quorum sensing. A proteomic analysis revealed that the effect of GABA on cyanogenesis is correlated with a reduction of oxygen accessibility and an over-expression of oxygen-scavenging proteins. GABA also promotes specific changes in the expression of thermostable and unstable elongation factors Tuf/Ts involved in the interaction of the bacterium with the host proteins. Taken together, these results suggest that GABA is a physiological regulator of P. aeruginosa virulence.

Details

Language :
English
ISSN :
13500872 and 14652080
Database :
OpenAIRE
Journal :
Microbiology, Microbiology, Microbiology Society, 2013, 159 (Pt_2), pp.339-351. ⟨10.1099/mic.0.061267-0⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....6c1669e34ff77b34525bb051f4380a66
Full Text :
https://doi.org/10.1099/mic.0.061267-0⟩