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Phage-Mediated Genetic Manipulation of the Lyme Disease Spirochete <em>Borrelia burgdorferi</em>

Introducing foreign DNA into the spirochete Borrelia burgdorferi has been almost exclusively accomplished by transformation using electroporation. This ...

Quinnipiac University

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Lyme disease is caused by transmission of the spirochete Borrelia burgdorferi from ticks to humans. Although much is known about B. burgdorferi replication, the routes and mechanisms by which it disseminates within the tick remain unclear. To better understand this process, we imaged live, infectious B. burgdorferi expressing a stably integrated, constitutively expressed GFP reporter. Using isolated tick midguts and salivary glands, we observed B. burgdorferi progress through the feeding tick via what we believe to be a novel, biphasic mode of dissemination. In the first phase, replicating spirochetes, positioned at varying depths throughout the midgut at the onset of feeding, formed networks of nonmotile organisms that advanced toward the basolateral surface of the epithelium while adhering to differentiating, hypertrophying, and detaching epithelial cells. In the second phase of dissemination, the nonmotile spirochetes transitioned into motile organisms that penetrated the basement membrane and entered the hemocoel, then migrated to and entered the salivary glands. We designated the first phase of dissemination "adherence-mediated migration" and provided evidence that it involves the inhibition of spirochete motility by one or more diffusible factors elaborated by the feeding tick midgut. Our studies, which we believe are the first to relate the transmission dynamics of spirochetes to the complex morphological and developmental changes that the midgut and salivary glands undergo during engorgement, challenge the conventional viewpoint that dissemination of Lyme disease-causing spirochetes within ticks is exclusively motility driven.

Live imaging reveals a biphasic mode of dissemination of Borrelia burgdorferi within ticks.

La maladie de Lyme est provoqu&#xE9;e par la transmission de la burgdorferi spiroch&#xE8;te Borrelia &#xE0; partir de tiques pour l&#x26;#39;homme. Bien que beaucoup est connu au sujet de B. burgdorferi r&#xE9;plication, les voies et m&#xE9;canismes par lesquels il diffuse au sein de la tique restent floues. Pour mieux comprendre ce processus, nous avons copi&#xE9; en direct, infectieuse B. burgdorferi exprimant un int&#xE9;gr&#xE9; de mani&#xE8;re stable, rapporteur GFP exprim&#xE9;e de fa&#xE7;on constitutive. Utilisation estomacs tiques isol&#xE9;es et les glandes salivaires, nous avons observ&#xE9; des progr&#xE8;s B. burgdorferi par la tique d&#x26;#39;alimentation par ce que nous croyons &#xEA;tre un roman, le mode biphasique de la diffusion. Dans la premi&#xE8;re phase, les spiroch&#xE8;tes r&#xE9;plication, positionn&#xE9; &#xE0; une profondeur variable dans le m&#xE9;sogastre au d&#xE9;but de l&#x26;#39;alimentation, les r&#xE9;seaux form&#xE9;s d&#x26;#39;organismes non motiles qui ont fait avancer vers la surface basolat&#xE9;rale de l&#x26;#39;&#xE9;pith&#xE9;lium, tout en respectant la diff&#xE9;renciation, hypertrophier, et d&#xE9;tacher les cellules &#xE9;pith&#xE9;liales. Dans la deuxi&#xE8;me phase de diffusion, les spiroch&#xE8;tes non motiles transition dans les organismes mobiles qui ont p&#xE9;n&#xE9;tr&#xE9; la membrane basale et entra dans la h&#xE9;moc&#xE8;le, ensuite migr&#xE9; vers et entra dans les glandes salivaires. Nous avons d&#xE9;sign&#xE9; la premi&#xE8;re phase de diffusion &#x26;quot;l&#x26;#39;adh&#xE9;sion &#xE0; m&#xE9;diation migration&#xBB; et fourni des preuves que cela implique l&#x26;#39;inhibition de la motilit&#xE9; spiroch&#xE8;te par un ou plusieurs facteurs diffusibles &#xE9;labor&#xE9;s par l&#x26;#39;intestin moyen tique alimentation. Nos &#xE9;tudes, que nous consid&#xE9;rons &#xEA;tre le premier &#xE0; relier les dynamiques de transmission de spiroch&#xE8;tes &#xE0; des changements morphologiques complexes et de d&#xE9;veloppement que les glandes salivaires et l&#x26;#39;intestin moyen subissent au cours de l&#x26;#39;engorgement, de contester le point de vue classique que la diffusion de la maladie de Lyme qui causent spiroch&#xE8;tes dans les tiques est exclusivement la motilit&#xE9; entra&#xEE;n&#xE9;e.

En direct d&#x26;#39;imagerie r&#xE9;v&#xE8;le un mode biphasique de la diffusion de Borrelia burgdorferi Dans les tiques

Lyme-Borreliose wird durch &Uuml;bertragung von das Spirochete Borrelia Burgdorferi von Zecken auf den Menschen verursacht. Obwohl viel zur Replikation von B. Burgdorferi bekannt ist, sind die Routen und die Mechanismen, mit denen es innerhalb der Zecke verbreitet, noch unklar. Zum besseren Verst&auml;ndnis dieses Prozesses abgebildet wir live, infekti&ouml;se B. Burgdorferi stabil integrierten, konstitutiv exprimierten GFP Reporter zum Ausdruck zu bringen. Mit isolierten Tick Midguts und Speicheldr&uuml;sen, beobachteten wir B. Burgdorferi Fortschritt durch die F&uuml;tterung Tick &uuml;ber was wir glauben, dass ein Roman, biphasische Modus der Verbreitung sein. In der ersten Phase replizieren Spirochetes, positioniert in unterschiedlichen Tiefen in den Mitteldarm zu Beginn der F&uuml;tterung, Netzwerke bildet Organismen, die in Richtung der Basolateraler Oberfl&auml;che das Epithel advanced unter Einhaltung von Differenzierung, hypertrophying und trennen von Epithelzellen gebildet. In der zweiten Phase der Verbreitung der bildet Spirochetes in gekr&uuml;mmter Organismen, die der Basalmembran durchbrochen und das Hemocoel eingegeben, dann migriert zu und trat die Speicheldr&uuml;sen umgestellt. Wir bezeichnet die erste Phase der Verbreitung &quot;Einhaltung-vermittelten Migration&quot; und Beweise, dass es die Hemmung des Spirochete Motilit&auml;t durch eine oder mehrere diffusible Faktoren, ausgearbeitet von der F&uuml;tterung Tick Mitteldarm geht. Unsere Studien, in denen wir glauben, sind die ersten die &Uuml;bertragungsdynamik Spirochetes beziehen sich auf die komplexen morphologischen und entwicklungsbedingte Ver&auml;nderungen, die den Mitteldarm und Speicheldr&uuml;sen w&auml;hrend Engorgement unterziehen, Herausforderung der konventionellen Sicht die Verbreitung der Lyme Krankheit-verursachen Spirochetes in Zecken ausschlie&szlig;lich Motilit&auml;t getrieben.

Live Bildgebung zeigt einen biphasische-Modus der Verbreitung von Borrelia Burgdorferi in Zecken.

La malattia di Lyme &egrave; causata dalla trasmissione della spirocheta Borrelia burgdorferi da zecche agli esseri umani. Anche se molto &egrave; conosciuto circa b. burgdorferi replica, rimangono poco chiari i meccanismi che diffonde all&#39;interno del tick e rotte. Per capire meglio questo processo, abbiamo ripreso dal vivo, infettive b. burgdorferi esprimendo un reporter GFP stabilmente integrato, costitutivamente espresso. Utilizzando tick isolato intestino medio e le ghiandole salivari, abbiamo osservato b. burgdorferi progressi attraverso l&#39;alimentazione tick via ci&ograve; che riteniamo per essere un romanzo, bifasico modalit&agrave; di diffusione. Nella prima fase, replicando spirochete, posizionate a profondit&agrave; variabili in tutto l&#39;intestino all&#39;inizio dell&#39;allattamento, formato reti di organismi introduzione che avanzate verso la superficie basolaterale dell&#39;epitelio mentre aderendo alla differenziazione, hypertrophying e distacco delle cellule epiteliali. Nella seconda fase di diffusione, le spirochete introduzione transizione in organismi motili che penetrarono la membrana basale e immesso l&#39;emocele, migrarono a e inserito le ghiandole salivari. Abbiamo indicato la prima fase di diffusione &quot;migrazione di aderenza-mediata&quot; e ha fornito prove che coinvolge l&#39;inibizione della motilit&agrave; spirocheta da uno o pi&ugrave; fattori diffusibile elaborati dall&#39;alimentazione intestino tick. I nostri studi, che crediamo che sono le prime a riguardare le dinamiche di trasmissione della spirocheta complessi cambiamenti morfologici ed evolutivi che l&#39;intestino e ghiandole salivari subiscono durante l&#39;ingorgo, sfidano il punto di vista convenzionale, che la diffusione di che causano la malattia di Lyme spirochete entro le zecche &egrave; esclusivamente motilit&agrave; guidato.

Live imaging rivela una modalit&agrave; bifasica di disseminazione della Borrelia burgdorferi entro le zecche.

&#x30E9;&#x30A4;&#x30E0;&#x75C5;&#x306F;&#x3001;&#x30D2;&#x30C8;&#x3078;&#x306E;&#x30C0;&#x30CB;&#x304B;&#x3089;&#x30B9;&#x30D4;&#x30ED;&#x30D8;&#x30FC;&#x30BF;&#x30DC;&#x30EC;&#x30EA;&#x30A2;burgdorferi&#x306F;&#x4F1D;&#x9001;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5F15;&#x304D;&#x8D77;&#x3053;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x591A;&#x304F;&#x306E;B. burgdorferi&#x306F;&#x8907;&#x88FD;&#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x306F;&#x77E5;&#x3089;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x304C;&#x3001;&#x305D;&#x308C;&#x306F;&#x30C0;&#x30CB;&#x306E;&#x4E2D;&#x3067;&#x767A;&#x4FE1;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x308C;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x30EB;&#x30FC;&#x30C8;&#x3084;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x306F;&#x4E0D;&#x660E;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3002;&#x512A;&#x308C;&#x305F;&#x3053;&#x306E;&#x30D7;&#x30ED;&#x30BB;&#x30B9;&#x3092;&#x7406;&#x89E3;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x5B89;&#x5B9A;&#x3057;&#x3066;&#x7D71;&#x5408;&#x3055;&#x308C;&#x3001;&#x6052;&#x5E38;&#x7684;&#x306B;&#x767A;&#x73FE;GFP&#x30EC;&#x30DD;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC;&#x3092;&#x767A;&#x73FE;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x30E9;&#x30A4;&#x30D6;&#x3001;&#x611F;&#x67D3;B. burgdorferi&#x306F;&#x3092;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x5B64;&#x7ACB;&#x3057;&#x305F;&#x30C0;&#x30CB;&#x306E;&#x4E2D;&#x8178;&#x3068;&#x553E;&#x6DB2;&#x817A;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x666E;&#x53CA;&#x306E;&#x5C0F;&#x8AAC;&#x3001;&#x4E8C;&#x76F8;&#x6027;&#x306E;&#x30E2;&#x30FC;&#x30C9;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3068;&#x4FE1;&#x3058;&#x308B;&#x3082;&#x306E;&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;&#x3066;&#x6442;&#x98DF;&#x30C0;&#x30CB;&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;B. burgdorferi&#x306F;&#x9032;&#x884C;&#x72B6;&#x6CC1;&#x3092;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x6442;&#x98DF;&#x306E;&#x958B;&#x59CB;&#x6642;&#x306B;&#x8178;&#x5168;&#x4F53;&#x306E;&#x6DF1;&#x3055;&#x3092;&#x5909;&#x3048;&#x308B;&#x306B;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x3057;&#x3066;&#x6700;&#x521D;&#x306E;&#x6BB5;&#x968E;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x8907;&#x88FD;&#x30B9;&#x30D4;&#x30ED;&#x30D8;&#x30FC;&#x30BF;&#x3067;&#x3001;&#x5DEE;&#x5225;&#x5316;&#x80A5;&#x5927;&#x3001;&#x4E0A;&#x76AE;&#x7D30;&#x80DE;&#x3092;&#x5207;&#x308A;&#x96E2;&#x3059;&#x306B;&#x4ED8;&#x7740;&#x3057;&#x306A;&#x304C;&#x3089;&#x4E0A;&#x76AE;&#x306E;&#x57FA;&#x5E95;&#x9762;&#x306B;&#x5411;&#x304B;&#x3063;&#x3066;&#x9032;&#x3093;&#x3067;&#x975E;&#x904B;&#x52D5;&#x6027;&#x306E;&#x751F;&#x7269;&#x306E;&#x30CD;&#x30C3;&#x30C8;&#x30EF;&#x30FC;&#x30AF;&#x3092;&#x5F62;&#x6210;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x666E;&#x53CA;&#x306E;&#x7B2C;&#x4E8C;&#x30D5;&#x30A7;&#x30FC;&#x30BA;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x975E;&#x904B;&#x52D5;&#x6027;&#x306E;&#x30B9;&#x30D4;&#x30ED;&#x30D8;&#x30FC;&#x30BF;&#x306F;&#x57FA;&#x5E95;&#x819C;&#x3092;&#x8CAB;&#x901A;&#x3057;&#x904B;&#x52D5;&#x6027;&#x306E;&#x751F;&#x7269;&#x306B;&#x79FB;&#x884C;&#x3057;&#x3001;&#x8840;&#x4F53;&#x8154;&#x306B;&#x5165;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x5F8C;&#x306B;&#x79FB;&#x884C;&#x3059;&#x308B;&#x3068;&#x553E;&#x6DB2;&#x817A;&#x306B;&#x5165;&#x308A;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x666E;&#x53CA; &#x26;quot;&#x306E;&#x9075;&#x5B88;&#x5A92;&#x4ECB;&#x79FB;&#x884C;&#x26;quot;&#x306E;&#x6700;&#x521D;&#x306E;&#x30D5;&#x30A7;&#x30FC;&#x30BA;&#x3092;&#x6307;&#x5B9A;&#x3057;&#x3001;&#x305D;&#x308C;&#x304C;&#x6442;&#x98DF;&#x30C6;&#x30A3;&#x30C3;&#x30AF;&#x8178;&#x3067;&#x8A73;&#x8FF0;&#x3064;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x8907;&#x6570;&#x306E;&#x62E1;&#x6563;&#x6027;&#x306E;&#x56E0;&#x5B50;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x30B9;&#x30D4;&#x30ED;&#x30D8;&#x30FC;&#x30BF;&#x306E;&#x904B;&#x52D5;&#x6027;&#x306E;&#x963B;&#x5BB3;&#x304C;&#x95A2;&#x4E0E;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306E;&#x8A3C;&#x62E0;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x79C1;&#x9054;&#x306F;&#x4E2D;&#x8178;&#x3068;&#x553E;&#x6DB2;&#x817A;&#x304C;&#x5145;&#x8840;&#x4E2D;&#x306B;&#x53D7;&#x3051;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x5F62;&#x614B;&#x5B66;&#x7684;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x767A;&#x9054;&#x7684;&#x5909;&#x5316;&#x3078;&#x306E;&#x30B9;&#x30D4;&#x30ED;&#x30D8;&#x30FC;&#x30BF;&#x306E;&#x900F;&#x904E;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x3092;&#x95A2;&#x9023;&#x4ED8;&#x3051;&#x308B;&#x6700;&#x521D;&#x306B;&#x3042;&#x308B;&#x3068;&#x4FE1;&#x3058;&#x3066;&#x6211;&#x3005;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;&#x306F;&#x3001;&#x30DE;&#x30C0;&#x30CB;&#x5185;&#x3067;&#x30E9;&#x30A4;&#x30E0;&#x75C5;&#x3092;&#x5F15;&#x304D;&#x8D77;&#x3053;&#x3059;&#x30B9;&#x30D4;&#x30ED;&#x30D8;&#x30FC;&#x30BF;&#x306E;&#x666E;&#x53CA;&#x304C;&#x6392;&#x4ED6;&#x7684;&#x904B;&#x52D5;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3068;&#x3044;&#x3046;&#x5F93;&#x6765;&#x306E;&#x89B3;&#x70B9;&#x306B;&#x6311;&#x6226;&#x99C6;&#x52D5;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x30E9;&#x30A4;&#x30D6;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x306F;&#x200B;&#x200B;&#x3001;&#x30C0;&#x30CB;&#x306E;&#x4E2D;&#x3067;&#x306F;&#x30DC;&#x30EC;&#x30EA;&#x30A2;burgdorferi&#x306F;&#x666E;&#x53CA;&#x306E;&#x4E8C;&#x76F8;&#x30E2;&#x30FC;&#x30C9;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;

&#xB77C;&#xC784; &#xBCD1;&#xC740; &#xC778; &#xAC04;&#xC5D0; &#xAC8C; &#xD2F1;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC2A4;&#xD53C;&#xB85C; Borrelia burgdorferi&#xC758; &#xC804;&#xC1A1;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xBE44;&#xB85D; &#xB9CE;&#xC740; B. burgdorferi &#xBCF5;&#xC81C;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC54C;&#xB824;&#xC838; &#xC788;&#xC9C0;&#xB9CC;, &#xACBD;&#xB85C; &#xBC0F; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; &#xC9C4;&#xB4DC;&#xAE30;&#xAC00; &#xB0B4; &#xBC1C;&#xC2E0; &#xBD88;&#xBD84;&#xBA85; &#xB0A8;&#xC544; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4;&#xB97C; &#xB354; &#xC798; &#xC774;&#xD574; &#xD558;&#xAE30; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xB77C;&#xC774;&#xBE0C;, &#xC804;&#xC5FC; &#xC131; B. burgdorferi &#xC548;&#xC815;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xD1B5;&#xD569;, constitutively &#xD45C;&#xD604; GFP &#xAE30;&#xC790; &#xD45C;&#xD604; &#xBA87; &#xAD70;&#xB370;. B. burgdorferi &#xC9C4;&#xD589; &#xC6B0;&#xB9AC; &#xC18C;&#xC124;, &#xBCF4;&#xAE09;&#xC758; &#xBAA8;&#xB4DC; &#xB098;&#xC544;&#xC84C;&#xB2E4; &#xC0DD;&#xAC01;&#xC744; &#xD1B5;&#xD574; &#xBA39;&#xC774; &#xD2F1; &#xACA9;&#xB9AC; &#xB41C; &#xD2F1; midguts &#xBC0F; &#xCE68; &#xC0D8;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xAD00;&#xCC30; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xCCAB; &#xBC88;&#xC9F8; &#xB2E8;&#xACC4;&#xC5D0;&#xC11C; spirochetes, &#xBA39;&#xC774;&#xC758; &#xBC1C;&#xBCD1;&#xC5D0; midgut &#xB0B4;&#xB0B4; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xAE4A;&#xC774; &#xBCF5;&#xC81C; nonmotile &#xC0DD;&#xBB3C;&#xC744; &#xC9C0;&#xD0A4;&#xB294; &#xCC28;&#xBCC4;&#xD654;, hypertrophying, &#xBC0F; &#xC0C1;&#xD53C; &#xC138;&#xD3EC;&#xB97C; &#xBD84;&#xB9AC; &#xC0C1;&#xD53C;&#xC758; basolateral &#xD45C;&#xBA74; &#xCABD;&#xC73C;&#xB85C; &#xACE0;&#xAE09;&#xC758; &#xB124;&#xD2B8;&#xC6CC;&#xD06C; &#xD615;&#xC131;. &#xBCF4;&#xAE09;&#xC758; &#xB450; &#xBC88;&#xC9F8; &#xB2E8;&#xACC4;&#xC5D0;&#xC11C; nonmotile spirochetes &#xBA54;&#xAD6C;&#xBBF8; &#xC0DD;&#xBB3C; &#xC9C0;&#xD558;&#xC2E4; &#xB9C9; &#xCE68;&#xD22C; &#xD558; &#xACE0;&#xB294; hemocoel&#xB97C; &#xC785;&#xB825; &#xD55C;, &#xB2E4;&#xC74C; &#xB9C8;&#xC774;&#xADF8;&#xB808;&#xC774;&#xC158; &#xACE0; &#xCE68; &#xC0D8;&#xC744; &#xC785;&#xB825;&#xC73C;&#xB85C; &#xC804;&#xD658;. &#xC6B0;&#xB9AC; &#xBCF4;&#xAE09; &quot;&#xC900;&#xC218; &#xC911;&#xC7AC; &#xB9C8;&#xC774;&#xADF8;&#xB808;&#xC774;&#xC158;&quot;&#xC758; &#xCCAB; &#xBC88;&#xC9F8; &#xB2E8;&#xACC4;&#xB97C; &#xC9C0;&#xC815; &#xD558; &#xACE0; &#xADF8;&#xAC83;&#xC740; &#xD558;&#xB098; &#xC774;&#xC0C1;&#xC758; diffusible &#xC694;&#xC18C;&#xAC00; &#xBA39;&#xC774; &#xD2F1; midgut&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC815;&#xAD50; &#xD558; &#xC5EC; &#xC2A4;&#xD53C;&#xB85C; &#xC6B4;&#xB3D9; &#xC131; &#xC5B5;&#xC81C;&#xB97C; &#xD3EC;&#xD568; &#xD558;&#xB294; &#xC99D;&#xAC70;&#xB97C; &#xC81C;&#xACF5; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. Midgut &#xBC0F; &#xCE68; &#xC0D8; &#xC218;&#xC220; engorgement &#xB3D9;&#xC548; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xD615;&#xD0DC;&#xD559; &#xBC0F; &#xBC1C;&#xB2EC; &#xBCC0;&#xD654;&#xC5D0; spirochetes&#xC758; &#xC804;&#xC1A1; &#xC5ED;&#xD559; &#xAD00;&#xACC4;&#xB97C; &#xBA3C;&#xC800; &#xD558;&#xB294; &#xAC83;&#xC774; &#xC788;&#xB2E4;&#xACE0;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xC5F0;&#xAD6C; &#xD2F1; &#xB0B4; &#xB77C;&#xC784; &#xC9C8;&#xBCD1;&#xC744; &#xC77C;&#xC73C;&#xD0A4;&#xB294; spirochetes&#xC758; &#xBCF4;&#xAE09;&#xC740; &#xB3C5;&#xC810;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC6B4;&#xB3D9; &#xC131; &#xAD6C;&#xB3D9; &#xAE30;&#xC874;&#xC758; &#xAD00;&#xC810;&#xC5D0; &#xB3C4;&#xC804;.

&#xB77C;&#xC774;&#xBE0C; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; Borrelia burgdorferi &#xD2F1; &#xB0B4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBCF4;&#xAE09;&#xC758; &#xB098;&#xC544;&#xC84C;&#xB2E4; &#xBAA8;&#xB4DC;&#xB97C; &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC900;&#xB2E4;.

La enfermedad de Lyme es causada por la transmisi&#xF3;n de la espiroqueta Borrelia burgdorferi de las garrapatas a los seres humanos. Aunque se sabe mucho sobre la replicaci&#xF3;n B. burgdorferi, las rutas y los mecanismos por los cuales se difunde dentro de la garrapata siguen sin estar claros. Para entender mejor este proceso, reflejado en vivo, infecciosa B. burgdorferi expresar un integrado de forma estable, el periodista expresa constitutivamente las buenas pr&#xE1;cticas agrarias. Usando midguts aisladas de garrapatas y las gl&#xE1;ndulas salivales, se observ&#xF3; B. burgdorferi el progreso a trav&#xE9;s de la garrapata alimentaci&#xF3;n a trav&#xE9;s de lo que creemos que es una novela, el modo bif&#xE1;sico de difusi&#xF3;n. En la primera fase, espiroquetas replicantes, posicionado en diferentes profundidades a trav&#xE9;s del intestino medio en el inicio de la alimentaci&#xF3;n, las redes formadas de organismos no m&#xF3;viles que avanzaron hacia la superficie basolateral del epitelio mientras que se adhiere a la diferenciaci&#xF3;n, la hipertrofia, y separar las c&#xE9;lulas epiteliales. En la segunda fase de difusi&#xF3;n, las espiroquetas no m&#xF3;viles transici&#xF3;n en organismos m&#xF3;viles que penetraron la membrana basal y entr&#xF3; en el hemocele, y luego emigraron y entr&#xF3; en las gl&#xE1;ndulas salivales. Hemos designado a la primera fase de la difusi&#xF3;n de &#x26;quot;la adhesi&#xF3;n mediada por la migraci&#xF3;n&#x26;quot; y present&#xF3; pruebas de que se trata de la inhibici&#xF3;n de la motilidad espiroqueta por uno o m&#xE1;s factores difusibles elaborados por el intestino medio garrapata de alimentaci&#xF3;n. Nuestros estudios, que creemos que son los primeros en relacionar la din&#xE1;mica de transmisi&#xF3;n de las espiroquetas a los complejos cambios morfol&#xF3;gicos y de desarrollo que las gl&#xE1;ndulas salivales intestino medio y se someten durante la congesti&#xF3;n, cuestionar el punto de vista convencional de que la difusi&#xF3;n de los causantes de la enfermedad de Lyme espiroquetas dentro de las garrapatas es exclusivamente la motilidad conducido.

En vivo im&#xE1;genes revelan un modo bif&#xE1;sico de Difusi&#xF3;n de Borrelia burgdorferi Dentro de las garrapatas

&#x57FA;&#x56E0;&#x82AF;&#x7247;&#x5206;&#x6790;&#x7684; Rpo regulon &#x5728;&#x54FA;&#x4E73;&#x52A8;&#x7269;&#x5BBF;&#x4E3B;&#x9002;&#x5E94;&#x4F2F;&#x6C0F;&#x758F;&#x87BA;&#x65CB;&#x4F53;&#xFF0C;bb0728 (cdr) &#x88AB;&#x53D1;&#x73B0;&#x662F;&#x53CC;&#x91CD;&#x8F6C;&#x5F55;&#x897F;&#x683C;&#x739B;&#x56E0;&#x7D20;&#x7531; &sigma;(70) &#x548C; Rpo&#x3002;Cdr &#x57FA;&#x56E0;&#x5BF9;&#x8F85;&#x9176; A &#x4E8C;&#x786B;&#x5316;&#x8FD8;&#x539F;&#x9176; (CoADR)&#xFF0C;&#x4EE5;&#x51CF;&#x5C11;&#x5230; CoA CoA-disulphides NADH &#x4F9D;&#x8D56;&#x7684;&#x65B9;&#x5F0F;&#x8FDB;&#x884C;&#x7F16;&#x7801;&#x3002;B.&#x6C0F;&#x758F;&#x87BA;&#x65CB;&#x4F53;&#x7684; CoA &#x7684;&#x4E30;&#x5EA6;&#x548C;&#x9176;&#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x5316;&#x5B66;&#x57FA;&#x7840;&#xFF0C;CoADR &#x5DF2;&#x63D0;&#x8BAE;&#x5728;&#x6D3B;&#x6027;&#x6C27;&#x7269;&#x79CD;&#x7684;&#x87BA;&#x65CB;&#x4F53;&#x7279;&#x7684;&#x54CD;&#x5E94;&#x4E2D;&#x53D1;&#x6325;&#x4F5C;&#x7528;&#x3002;&#x66F4;&#x597D;&#x5730;&#x7406;&#x89E3;&#x751F;&#x7406;&#x7684; BbCoADR &#x51FD;&#x6570;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x751F;&#x6210;&#x7684; cdr &#x57FA;&#x56E0;&#x88AB;&#x4E2D;&#x65AD; B.&#x87BA;&#x65CB;&#x4F53;&#x7A81;&#x53D8;&#x4F53;&#x3002;&#x9006;&#x8F6C;&#x5F55;-&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x94FE;&#x53CD;&#x5E94;&#x548C; 5&#39;-&#x79CD;&#x65CF;&#x5206;&#x6790;&#x63ED;&#x793A; cdr &#x548C; bb0729 &#x662F;&#x4ECE;&#x5355;&#x4E2A;&#x8F6C;&#x5F55;&#x8D77;&#x59CB;&#x7AD9;&#x70B9;&#x4E0A;&#x6E38;&#x7684; bb0729 &#x7F16;&#x7801;&#x5E8F;&#x5217; &#xFF1B; co-transcribedbb0729 cdr &#x64CD;&#x7EB5;&#x5B50;&#x548C;&#x4E0A;&#x6E38;&#x542F;&#x52A8;&#x5B50;&#x5143;&#x7D20;&#x7684;&#x7A7F;&#x68AD;&#x8F7D;&#x4F53;&#x88AB;&#x7528;&#x6765;&#x8865;&#x5145; cdr &#x7A81;&#x53D8;&#x4F53;&#x3002;&#x867D;&#x7136;&#x4E0D;&#x6BD4;&#x5176;&#x7236;&#x5BF9;&#x8FC7;&#x6C27;&#x5316;&#x6C22;&#x654F;&#x611F;&#x7684;&#x7A81;&#x53D8;&#x4F53;&#xFF0C;&#x5B83;&#x5E76;&#x672A;&#x8868;&#x73B0;&#x51FA;&#x6D53;&#x5EA6;&#x9AD8;&#x7684; t-&#x4E01;&#x57FA;&#x8FC7;&#x6C27;&#x5316;&#x6C22;&#xFF0C;&#x635F;&#x5BB3; spirochetal &#x819C;&#x7684;&#x6C27;&#x5316;&#x6027;&#x5316;&#x5408;&#x7269;&#x63D0;&#x9AD8;&#x7684;&#x7075;&#x654F;&#x5EA6;&#x3002;&#x7A81;&#x53D8;&#x4F53;&#x5728;&#x6807;&#x51C6;&#x7684;&#x8868;&#x5F81; (15%&#x6C27;&#x6C14;&#xFF0C;6 %co(2)) &#x548C;&#x538C;&#x6C27; &#xFF08;&lt; 1 %o(2)&#xFF0C;9-13 %co(2)) &#x5728; 37 &deg; C &#x7684;&#x57F9;&#x517B;&#x51FA;&#x7279;&#x522B;&#x5F15;&#x4EBA;&#x6CE8;&#x76EE;&#x7684;&#x5728;&#x538C;&#x6C27;&#x751F;&#x957F;&#x7F3A;&#x9677;&#x4E0B;&#x8FD9;&#x4E24;&#x4E2A;&#x6761;&#x4EF6;&#x3002;&#x7A81;&#x53D8;&#x662F;&#x65E0;&#x6BD2;&#x7684;&#x9488;&#x63A5;&#x79CD;&#x548C;&#x8868;&#x660E;&#x51CF;&#x5C11;&#x7684;&#x751F;&#x5B58;&#x5728;&#x9972;&#x517B;&#x82E5;&#x866B;&#xFF0C;&#x4F46;&#x663E;&#x793A;&#x65E0;&#x751F;&#x5B58;&#x7F3A;&#x9677;&#x5728;&#x9965;&#x5BD2;&#x4EA4;&#x8FEB;&#x5E73;&#x82E5;&#x866B;&#x3002;&#x6839;&#x636E;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7ED3;&#x679C;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x5EFA;&#x8BAE; BbCoADR &#x6709;&#x5FC5;&#x8981;&#x5728;&#x6574;&#x4E2A;&#x5730;&#x65B9;&#x6027;&#x5468;&#x671F;&#xFF0C;&#x652F;&#x6301;&#x786B;&#x9187;&#x4E8C;&#x786B;&#x5316;&#x7A33;&#x6001;&#xFF0C;&#x5E76;&#x95F4;&#x63A5;&#x5730;&#x4FDD;&#x62A4;&#x5BF9;&#x8FC7;&#x6C27;&#x5316;&#x6C22;&#x4ECB;&#x5BFC;&#x7684;&#x819C;&#x635F;&#x4F24; &#xFF1B; &#x87BA;&#x65CB;&#x4F53;&#x7279;&#x5FEB;&#x901F;&#x590D;&#x5236;&#x671F;&#x95F4; CoA/CoA-&#x4E8C;&#x786B;&#x5316;&#x548C; NAD(+) /NADH &#x7EF4;&#x6301;&#x6700;&#x4F73;&#x6C27;&#x5316;&#x8FD8;&#x539F;&#x6BD4;&#x7387;&#x4E00;&#x4E2A;&#x6216;&#x591A;&#x4E2A;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x51FD;&#x6570;&#x5BF9;&#x54FA;&#x4E73;&#x52A8;&#x7269;&#x5BBF;&#x4E3B;&#x7684; B.&#x87BA;&#x65CB;&#x4F53;&#x611F;&#x67D3;&#x81F3;&#x5173;&#x91CD;&#x8981;&#x3002;

&#x4F2F;&#x6C0F;&#x758F;&#x87BA;&#x65CB;&#x4F53;&#x7684;&#x8F85;&#x9176; A &#x4E8C;&#x786B;&#x5316;&#x8FD8;&#x539F;&#x9176;&#x662F;&#x91CD;&#x8981;&#x7684;&#x5730;&#x65B9;&#x6027;&#x5468;&#x671F;&#x7684;&#x5FEB;&#x901F;&#x589E;&#x957F;&#x548C;&#x54FA;&#x4E73;&#x52A8;&#x7269;&#x5BBF;&#x4E3B;&#x611F;&#x67D3;&#x7684;&#x5FC5;&#x8981;&#x6761;&#x4EF6;&#x3002;

In a microarray analysis of the RpoS regulon in mammalian host-adapted Borrelia burgdorferi, bb0728 (cdr) was found to be dually transcribed by the sigma factors Ïƒ(70) and RpoS. The cdr gene encodes a coenzyme A disulphide reductase (CoADR) that reduces CoA-disulphides to CoA in an NADH-dependent manner. Based on the abundance of CoA in B. burgdorferi and the biochemistry of the enzyme, CoADR has been proposed to play a role in the spirochaete's response to reactive oxygen species. To better understand the physiologic function(s) of BbCoADR, we generated a B. burgdorferi mutant in which the cdr gene was disrupted. RT-PCR and 5'-RACE analysis revealed that cdr and bb0729 are co-transcribed from a single transcriptional start site upstream of the bb0729 coding sequence; a shuttle vector containing the bb0729-cdr operon and upstream promoter element was used to complement the cdr mutant. Although the mutant was no more sensitive to hydrogen peroxide than its parent, it did exhibit increased sensitivity to high concentrations of t-butyl-hydroperoxide, an oxidizing compound that damages spirochetal membranes. Characterization of the mutant during standard (15% oxygen, 6% CO(2)) and anaerobic (< 1% O(2) , 9-13% CO(2)) cultivation at 37Â°C revealed a growth defect under both conditions that was particularly striking during anaerobiosis. The mutant was avirulent by needle inoculation and showed decreased survival in feeding nymphs, but displayed no survival defect in unfed flat nymphs. Based on these results, we propose that BbCoADR is necessary to maintain optimal redox ratios for CoA/CoA-disulphide and NAD(+) /NADH during periods of rapid replication throughout the enzootic cycle, to support thiol-disulphide homeostasis, and to indirectly protect the spirochaete against peroxide-mediated membrane damage; one or more of these functions are essential for infection of the mammalian host by B. burgdorferi.

The coenzyme A disulphide reductase of Borrelia burgdorferi is important for rapid growth throughout the enzootic cycle and essential for infection of the mammalian host.

Dans une analyse des micror&#xE9;seaux du r&#xE9;gulon RpoS chez les mammif&#xE8;res d&#x26;#39;accueil adapt&#xE9; Borrelia burgdorferi, bb0728 (CDR) a &#xE9;t&#xE9; trouv&#xE9;e &#xEA;tre titulaire des deux transcrits par les facteurs sigma sigma (70) et RpoS. Le g&#xE8;ne code pour une cdr coenzyme A r&#xE9;ductase disulfure (CoADR) qui r&#xE9;duit CoA-disulfures de la CC d&#x26;#39;une mani&#xE8;re NADH-d&#xE9;pendante. Bas&#xE9; sur l&#x26;#39;abondance de CoA dans B. burgdorferi et la biochimie de l&#x26;#39;enzyme, CoADR a &#xE9;t&#xE9; propos&#xE9; de jouer un r&#xF4;le dans la r&#xE9;ponse du spiroch&#xE8;te &#xE0; des esp&#xE8;ces r&#xE9;actives de l&#x26;#39;oxyg&#xE8;ne. Afin de mieux comprendre la fonction physiologique (s) de BbCoADR, nous avons g&#xE9;n&#xE9;r&#xE9; un mutant de B. burgdorferi dans lequel le g&#xE8;ne cdr a &#xE9;t&#xE9; perturb&#xE9;. RT-PCR et 5&#x26;#39;-RACE analyse a r&#xE9;v&#xE9;l&#xE9; que le CDR et bb0729 sont co-transcrits &#xE0; partir d&#x26;#39;un site d&#x26;#39;initiation de transcription unique en amont de la s&#xE9;quence de codage bb0729; un vecteur navette contenant l&#x26;#39;op&#xE9;ron bb0729-cdr et un &#xE9;l&#xE9;ment promoteur en amont a &#xE9;t&#xE9; utilis&#xE9;e pour compl&#xE9;ter le cdr mutante. Bien que le mutant n&#x26;#39;&#xE9;tait pas plus sensible au peroxyde d&#x26;#39;hydrog&#xE8;ne que son parent, il a fait l&#x26;#39;exposition une sensibilit&#xE9; accrue &#xE0; des concentrations &#xE9;lev&#xE9;es de t-butyl-hydroperoxyde, un compos&#xE9; oxydant qui d&#xE9;grade les membranes spirochetal. Caract&#xE9;risation du mutant au cours standard (15% d&#x26;#39;oxyg&#xE8;ne, CO 6% (2)) et ana&#xE9;robies (% &#x26;lt;1 O (2), 9-13% de CO (2)) la culture &#xE0; 37 &#xB0; C a r&#xE9;v&#xE9;l&#xE9; un d&#xE9;faut de croissance dans les deux conditions qui a &#xE9;t&#xE9; particuli&#xE8;rement frappante au cours ana&#xE9;robiose. Le mutant &#xE9;tait avirulent par aiguille d&#x26;#39;inoculation et a montr&#xE9; diminution de la survie dans l&#x26;#39;alimentation des nymphes, mais aucun d&#xE9;faut affich&#xE9; dans la survie &#xE0; jeun nymphes plats. Sur la base de ces r&#xE9;sultats, nous proposons que BbCoADR est n&#xE9;cessaire de maintenir des ratios optimaux redox pour CoA / CoA-disulfure et NAD (+) / NADH pendant les p&#xE9;riodes de reproduction rapide &#xE0; travers le cycle enzootique, pour soutenir thiol-disulfure hom&#xE9;ostasie, et &#xE0; prot&#xE9;ger indirectement les contre le spiroch&#xE8;te dommages &#xE0; la membrane de peroxyde m&#xE9;diation; un ou plusieurs de ces fonctions sont essentielles pour l&#x26;#39;infection de l&#x26;#39;h&#xF4;te mammif&#xE8;re par B. burgdorferi.

Le coenzyme A r&#xE9;ductase de bisulfure de Borrelia burgdorferi est importante pour la croissance rapide pendant tout le cycle enzootique et essentiels &#xE0; une infection de l&#x26;#39;h&#xF4;te mammif&#xE8;re

In einer Microarray-Analyse von der RPO-Regulon in S&auml;ugetieren Host angepasst Borrelia Burgdorferi, bb0728 (cdr) doppelt sein transkribiert durch die Sigma-Faktoren, &sigma;(70) und RpoS gefunden wurde. Das cdr-Gen codiert ein Coenzym A Disulfid-Reduktase (CoADR), die CoA-Disulphides, CoA NADH-abh&auml;ngigen Weise reduziert. Auf der Grundlage der F&uuml;lle von CoA in B. Burgdorferi und die Biochemie des Enzyms, wurde CoADR vorgeschlagen, eine Rolle in der Spiroch&auml;ten Reaktion auf reaktive Sauerstoffspezies. Zum besseren Verst&auml;ndnis der physiologischen Funktion des BbCoADR (en) erzielten wir eine B. Burgdorferi-Mutante, in der das cdr-Gen gest&ouml;rt wurde. RT-PCR und 5&#39;-RACE-Analyse ergab, dass cdr und bb0729 aus einer transkriptionelle Einzelstart stromaufw&auml;rts die kodierende Sequenz von bb0729 co-transcribed sind; ein Shuttle-Vektor mit den bb0729-cdr-Operon und upstream Promotor-Element wurde verwendet, um den cdr-Mutanten zu erg&auml;nzen. Obwohl der Mutant nicht empfindlicher auf Wasserstoffperoxid als &uuml;bergeordneten war, es erh&ouml;hten Empfindlichkeit gegen&uuml;ber hohen Konzentrationen von t-Butyl-Cumolhydroperoxid, eine oxidierende Substanz aufweisen, die spirochetal Membranen sch&auml;digt. Charakterisierung der Mutant w&auml;hrend Standard (15 % Sauerstoff, 6 % CO(2)) und anaerobe (&lt; 1 % O(2), 9-13 % CO(2)) Anbau bei 37 &deg; C ergab einen Defekt Wachstum unter beiden Bedingungen, die w&auml;hrend Anaerobiosis auff&auml;llig war. Der Mutant war avirulent von Nadel-Inokulation und zeigte verminderte &Uuml;berleben in der F&uuml;tterung Nymphen, aber kein &uuml;berleben-Mangel in ungespeist flache Nymphen angezeigt. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse schlagen wir vor, BbCoADR optimale Redox-Verh&auml;ltnisse f&uuml;r CoA/CoA-Disulfit und NAD(+) /NADH in Zeiten der raschen Replikation w&auml;hrend der enzootischen Zyklus, Thiol-Disulfid-Hom&ouml;ostase zu unterst&uuml;tzen und indirekt die Spiroch&auml;ten gegen Peroxid-vermittelte Membrane Besch&auml;digung zu sch&uuml;tzen beibehalten werden muss; eine oder mehrere dieser Funktionen sind unerl&auml;sslich f&uuml;r die S&auml;ugetier-Host von B. Burgdorferi-Infektion.

Die Coenzym A-Disulfid-Reduktase von Borrelia Burgdorferi ist f&uuml;r schnelles Wachstum w&auml;hrend der enzootischen Zyklus wichtig und notwendig f&uuml;r Infektion des S&auml;ugetier-Hosts.

In un&#39;analisi di microarray del Regulone RpoS in mammalian host-adattato Borrelia burgdorferi, bb0728 (cdr) &egrave; stato trovato per essere doppiamente trascritti dai fattori sigma &sigma;(70) e RpoS. Il cdr gene codifica per una riduttasi di bisolfuro di coenzima A (CoADR) che riduce la CoA-tiouramici per CoA in maniera NADH-dipendente. In base all&#39;abbondanza di CoA di b. burgdorferi e la biochimica dell&#39;enzima, CoADR &egrave; stato proposto di svolgere un ruolo nella risposta di Spirochaetes di specie reattive dell&#39;ossigeno. Per comprendere meglio la funzione fisiologica del BbCoADR, abbiamo generato un mutante di b. burgdorferi in cui &egrave; stato interrotto il gene di cdr. RT-PCR e 5&#39;-RACE analisi hanno rivelato che cdr e bb0729 sono co-transcribed da un inizio di transcriptional singolo sito a monte della sequenza codificante bb0729; un vettore navetta contenente l&#39;operone bb0729-cdr e l&#39;elemento promotore a monte &egrave; stato utilizzato per integrare il mutante di cdr. Sebbene il mutante era no pi&ugrave; sensibile al perossido di idrogeno di suo padre, esso ha fatto esibire maggiore sensibilit&agrave; ad elevate concentrazioni di t-butil-idroperossido, un composto ossidante che danneggia le membrane spirochete. Caratterizzazione del mutante durante standard (ossigeno del 15%, 6% CO(2)) e anaerobico (% &lt; 1 apparato, coltivazione CO(2)) 9-13% a 37 &deg; C ha rivelato un difetto di crescita sia in condizioni che era particolarmente suggestivo durante l&#39;anaerobiosi. Il mutante era avirulente da inoculazione di ago e ha mostrato ridotta sopravvivenza in alimentazione ninfe, ma non visualizzato alcun difetto di sopravvivenza in digiuni ninfe piatte. Basato su questi risultati, proponiamo che BbCoADR &egrave; necessario per mantenere rapporti di redox ottimale per CoA/CoA-disolfuro e NAD(+) /NADH durante i periodi di rapida replicazione durante tutto il ciclo di leucosi, per sostenere l&#39;omeostasi tiolo-solfuro e a proteggere indirettamente Spirochaetes contro i danni della membrana perossido-mediata; uno o pi&ugrave; di queste funzioni sono essenziali per l&#39;infezione dell&#39;ospite mammifero da b. burgdorferi.

La riduttasi di bisolfuro del coenzima A di Borrelia burgdorferi sono importante per la rapida crescita in tutto il ciclo di leucosi ed essenziale per l&#39;infezione dell&#39;ospite mammifero.

RPOS&#x306E;&#x54FA;&#x4E73;&#x52D5;&#x7269;&#x5BBF;&#x4E3B;&#x306B;&#x9069;&#x5408;&#x3057;&#x305F;&#x30DC;&#x30EC;&#x30EA;&#x30A2;burgdorferi&#x306F;&#x3001;bb0728&#xFF08;CDR&#xFF09;&#x304C;&#x4E8C;&#x91CD;&#x306B;&#x30B7;&#x30B0;&#x30DE;&#x56E0;&#x5B50;&#x306B;&#x3088;&#x308A;&#x8EE2;&#x5199;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x898B;&#x51FA;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x3001;&#x3C3;&#x306E;&#x30EC;&#x30AE;&#x30E5;&#x30ED;&#x30F3;&#xFF08;70&#xFF09;&#x3068;RPO&#x306E;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30A2;&#x30EC;&#x30A4;&#x89E3;&#x6790;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3002; CDR&#x907A;&#x4F1D;&#x5B50;&#x306F;&#x3001;&#x88DC;&#x9175;&#x7D20;NADH-&#x4F9D;&#x5B58;&#x7684;&#x306B;CoA&#x306B;&#x30A2;&#x30B7;&#x30EB;CoA-&#x30B8;&#x30B9;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30C9;&#x3092;&#x6E1B;&#x5C11;&#x3055;&#x305B;&#x308B;&#x30B8;&#x30B9;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30C9;&#x30EC;&#x30C0;&#x30AF;&#x30BF;&#x30FC;&#x30BC;&#xFF08;CoADR&#xFF09;&#x3092;&#x30A8;&#x30F3;&#x30B3;&#x30FC;&#x30C9;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002; B. burgdorferi&#x306F;&#x3001;&#x9175;&#x7D20;&#x306E;&#x751F;&#x5316;&#x5B66;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;CoA&#x306E;&#x8C4A;&#x5BCC;&#x306B;&#x57FA;&#x3065;&#x3044;&#x3066;&#x3001;CoADR&#x306F;&#x3001;&#x6D3B;&#x6027;&#x9178;&#x7D20;&#x7A2E;&#x306E;&#x30B9;&#x30D4;&#x30ED;&#x30D8;&#x30FC;&#x30BF;&#x306E;&#x5FDC;&#x7B54;&#x306B;&#x5F79;&#x5272;&#x3092;&#x679C;&#x305F;&#x3059;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x63D0;&#x6848;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x512A;&#x308C;&#x305F;BbCoADR&#x306E;&#x751F;&#x7406;&#x5B66;&#x7684;&#x6A5F;&#x80FD;&#xFF08;s&#xFF09;&#x3092;&#x7406;&#x89E3;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x306F;&#x3001;CDR&#x907A;&#x4F1D;&#x5B50;&#x304C;&#x7834;&#x58CA;&#x3055;&#x308C;&#x305F;B. burgdorferi&#x306F;&#x5909;&#x7570;&#x4F53;&#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002; RT-PCR&#x304A;&#x3088;&#x3073;5&#x26;#39;-RACE&#x89E3;&#x6790;&#x306F;&#x3001;CDR&#x304A;&#x3088;&#x3073;bb0729&#x304C;bb0729&#x30B3;&#x30FC;&#x30C7;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x914D;&#x5217;&#x306E;&#x4E0A;&#x6D41;&#x306B;&#x3001;&#x5358;&#x4E00;&#x306E;&#x8EE2;&#x5199;&#x958B;&#x59CB;&#x90E8;&#x4F4D;&#x304B;&#x3089;&#x306E;&#x5171;&#x8EE2;&#x5199;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3057;&#x305F;&#x3002;bb0729-CDR&#x30AA;&#x30DA;&#x30ED;&#x30F3;&#x3068;&#x4E0A;&#x6D41;&#x30D7;&#x30ED;&#x30E2;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC;&#x8981;&#x7D20;&#x3092;&#x542B;&#x3080;&#x30B7;&#x30E3;&#x30C8;&#x30EB;&#x30D9;&#x30AF;&#x30BF;&#x30FC;&#x306F;&#x3001;CDR&#x3092;&#x88DC;&#x5B8C;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x4F7F;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x5909;&#x7570;&#x4F53;&#x3002;&#x5909;&#x7570;&#x4F53;&#x306F;&#x3001;&#x89AA;&#x3088;&#x308A;&#x3082;&#x904E;&#x9178;&#x5316;&#x6C34;&#x7D20;&#x306B;&#x5BFE;&#x3057;&#x3066;&#x3088;&#x308A;&#x654F;&#x611F;&#x3067;&#x3042;&#x3063;&#x305F;&#x306A;&#x3044;&#x304C;&#x3001;t-&#x30D6;&#x30C1;&#x30EB;&#x30D2;&#x30C9;&#x30ED;&#x30DA;&#x30EB;&#x30AA;&#x30AD;&#x30B7;&#x30C9;&#x306E;&#x9AD8;&#x6FC3;&#x5EA6;&#x306E;&#x611F;&#x5EA6;&#x306E;&#x5411;&#x4E0A;&#x3001;&#x640D;&#x5BB3;&#x8CE0;&#x511F;&#x30B9;&#x30D4;&#x30ED;&#x30D8;&#x30FC;&#x30BF;&#x819C;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x9178;&#x5316;&#x7269;&#x3092;&#x5C55;&#x793A;&#x3057;&#x306A;&#x304B;&#x3063;&#x305F;&#x3002;&#x6A19;&#x6E96;&#xFF08;15&#xFF05;&#x9178;&#x7D20;&#x3001;6&#xFF05;&#x306E;CO&#xFF08;2&#xFF09;&#xFF09;&#x3068;&#xFF08;&#x26;lt;1&#xFF05;O&#xFF08;2&#xFF09;&#x3001;9&#x304B;&#x3089;13&#x30D1;&#x30FC;&#x30BB;&#x30F3;&#x30C8;&#x306E;CO&#xFF08;2&#xFF09;&#xFF09;37&#x683D;&#x57F9;&#xB0;C&#x306E;&#x4E21;&#x65B9;&#x306E;&#x6761;&#x4EF6;&#x306E;&#x4E0B;&#x3067;&#x6210;&#x9577;&#x306E;&#x6B20;&#x9665;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3057;&#x305F;&#x5ACC;&#x6C17;&#x6027;&#x306E;&#x4E2D;&#x306B;&#x7A81;&#x7136;&#x5909;&#x7570;&#x4F53;&#x306E;&#x7279;&#x6027;&#x8A55;&#x4FA1;&#x305D;&#x308C;&#x306F;&#x5ACC;&#x6C17;&#x4E2D;&#x306B;&#x7279;&#x306B;&#x5370;&#x8C61;&#x7684;&#x3060;&#x3063;&#x305F;&#x3002;&#x5909;&#x7570;&#x4F53;&#x306F;&#x3001;&#x91DD;&#x63A5;&#x7A2E;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x75C5;&#x539F;&#x6027;&#x3067;&#x3042;&#x308A;&#x3001;&#x6442;&#x98DF;&#x5E7C;&#x866B;&#x306E;&#x6E1B;&#x5C11;&#x751F;&#x5B58;&#x7387;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x305F;&#x304C;&#x3001;&#x6210;&#x866B;&#x30D5;&#x30E9;&#x30C3;&#x30C8;&#x30CB;&#x30F3;&#x30D5;&#x3067;&#x306A;&#x304F;&#x751F;&#x5B58;&#x6B20;&#x9665;&#x3092;&#x8868;&#x793A;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x305B;&#x3093;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306B;&#x57FA;&#x3065;&#x3044;&#x3066;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x30C1;&#x30AA;&#x30FC;&#x30EB; - &#x30B8;&#x30B9;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30C9;&#x30DB;&#x30E1;&#x30AA;&#x30B9;&#x30BF;&#x30B7;&#x30B9;&#x3092;&#x30B5;&#x30DD;&#x30FC;&#x30C8;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x9593;&#x63A5;&#x7684;&#x306B;&#x4FDD;&#x8B77;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x305D;&#x306E;BbCoADR&#x306F;&#x98A8;&#x571F;&#x75C5;&#x30B5;&#x30A4;&#x30AF;&#x30EB;&#x3092;&#x901A;&#x3058;&#x305F;&#x8FC5;&#x901F;&#x306A;&#x8907;&#x88FD;&#x306E;&#x671F;&#x9593;&#x4E2D;&#x306B;&#x30A2;&#x30B7;&#x30EB;CoA / CoA&#x3092;&#x3001;&#x30B8;&#x30B9;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30C9;&#x304A;&#x3088;&#x3073;NAD&#xFF08;+&#xFF09;/ NADH&#x306B;&#x6700;&#x9069;&#x306A;&#x9084;&#x5143;&#x7387;&#x3092;&#x7DAD;&#x6301;&#x3059;&#x308B;&#x5FC5;&#x8981;&#x304C;&#x3042;&#x308B;&#x63D0;&#x6848;&#x3059;&#x308B;&#x904E;&#x9178;&#x5316;&#x7269;&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;&#x305F;&#x819C;&#x640D;&#x50B7;&#x306B;&#x5BFE;&#x3059;&#x308B;&#x30B9;&#x30D4;&#x30ED;&#x30D8;&#x30FC;&#x30BF;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x95A2;&#x6570;&#x306E;&#x3044;&#x305A;&#x308C;&#x304B;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x8907;&#x6570;&#x306E;B. burgdorferi&#x306F;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x54FA;&#x4E73;&#x52D5;&#x7269;&#x5BBF;&#x4E3B;&#x306E;&#x611F;&#x67D3;&#x306B;&#x5FC5;&#x9808;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3002;

&#x30B3;&#x30A8;&#x30F3;&#x30B6;&#x30A4;&#x30E0;&#x30DC;&#x30EC;&#x30EA;&#x30A2;burgdorferi&#x306F;&#x306E;&#x30B8;&#x30B9;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30C9;&#x9084;&#x5143;&#x9175;&#x7D20;&#x306F;&#x3001;&#x54FA;&#x4E73;&#x52D5;&#x7269;&#x5BBF;&#x4E3B;&#x611F;&#x67D3;&#x306E;&#x98A8;&#x571F;&#x75C5;&#x30B5;&#x30A4;&#x30AF;&#x30EB;&#x3092;&#x901A;&#x3057;&#x3066;&#x6025;&#x6210;&#x9577;&#x3059;&#x308B;&#x4E0A;&#x3067;&#x5FC5;&#x8981;&#x4E0D;&#x53EF;&#x6B20;&#x306A;&#x6280;&#x8853;&#x3067;&#x3059;&#x3002;

Microarray &#xBD84;&#xC11D; &#xD3EC;&#xC720;&#xB958; &#xD638;&#xC2A4;&#xD2B8; &#xC801;&#xC751; Borrelia burgdorferi, bb0728&#xC5D0;&#xC5D0;&#xC11C; RpoS regulon (cdr) &#xC774;&#xC911; &#xC218; &#xBCF5;&#xC0AC;&#xD560; &#xC2DC;&#xADF8;&#xB9C8; &#xC694;&#xC778;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &sigma;(70)&#xC640; RpoS &#xBC1C;&#xACAC; &#xB410;&#xB2E4;. Cdr &#xC720;&#xC804;&#xC790; NADH &#xC758;&#xC874; &#xBC29;&#xC2DD;&#xC5D0;&#xC11C; CoA-disulphides CoA &#xC904;&#xC5EC; &#xC8FC;&#xB294; &#xCF54;&#xC5D4;&#xC790;&#xC784; A disulphide reductase&#xB97C; (CoADR)&#xC744; &#xC778;&#xCF54;&#xB529;&#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. B. burgdorferi&#xC5D0; Coa&#xC758; &#xD48D;&#xBD80; &#xD558; &#xACE0; &#xD6A8;&#xC18C;&#xC758; &#xC0DD;&#xD654;&#xD559;&#xC744; &#xBC14;&#xD0D5;&#xC73C;&#xB85C;, CoADR &#xBC18;&#xC751;&#xC131; &#xC0B0;&#xC18C; &#xC885;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC751;&#xB2F5;&#xC73C;&#xB85C; &#xC2A4;&#xD53C;&#xB85C;&#xD5E4;&#xD0C0;&#xC758; &#xC5ED;&#xD560;&#xC744; &#xC81C;&#xC548; &#xD558;&#xACE0;&#xC788;&#xB2E4;. Bbcoadr&#xC758; &#xC0DD;&#xB9AC; &#xC801;&#xC778; &#xBCF5;&#xC218; &#xC774;&#xD574;, cdr &#xC720;&#xC804;&#xC790; &#xC911;&#xB2E8; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; B. burgdorferi &#xB3CC;&#xC5F0;&#xBCC0;&#xC774; &#xC0DD;&#xC131;. RT-PCR &#xBC0F; 5&#39;-&#xACBD;&#xC8FC; &#xBD84;&#xC11D; bb0729 &#xCF54;&#xB529; &#xC2DC;&#xD000;&#xC2A4;;&#xC758; &#xC0C1;&#xB958; &#xB2E8;&#xC77C; transcriptional &#xC2DC;&#xC791; &#xC0AC;&#xC774;&#xD2B8;&#xC5D0;&#xC11C; cdr &#xBC0F; bb0729&#xB294; co-transcribed&#xB294; &#xBC1D;&#xD614;&#xB2E4; bb0729-cdr &#xC624; &#xD398;&#xB860; &#xBC0F; &#xC0C1;&#xB958; &#xD504;&#xB85C;&#xBAA8;&#xD130; &#xC694;&#xC18C;&#xB97C; &#xD3EC;&#xD568; &#xD558;&#xB294; &#xC154;&#xD2C0; &#xBCA1;&#xD130;&#xB294; cdr &#xB3CC;&#xC5F0;&#xBCC0;&#xC774; &#xBCF4;&#xC644; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. &#xB3CC;&#xC5F0;&#xBCC0;&#xC774; &#xBD80;&#xBAA8; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xB354; &#xBBFC;&#xAC10;&#xD55C; &#xACFC;&#xC0B0;&#xD654; &#xC218;&#xC18C;&#xB97C;, t-&#xBD80; &#xD2F8;-hydroperoxide, spirochetal &#xC138;&#xD3EC; &#xB9C9; &#xC190;&#xC0C1; &#xC0B0;&#xD654; &#xD654;&#xD569;&#xBB3C;&#xC758; &#xB192;&#xC740; &#xB18D;&#xB3C4;&#xB97C; &#xC99D;&#xAC00; &#xAC10;&#xB3C4; &#xC804;&#xC2DC; &#xC54A;&#xC558;&#xB2E4; &#xADF8;&#xAC83;. &#xD45C;&#xC900; &#xC911; &#xB3CC;&#xC5F0;&#xBCC0;&#xC774;&#xC758; &#xD2B9;&#xC131;&#xD654; (15% &#xC0B0;&#xC18C;, 6 %co(2)) &#xD610; &#xAE30;&#xC131; (&lt; 1 %o(2), 37 &deg; C&#xC5D0;&#xC11C; 9-13 %co(2)) &#xC7AC;&#xBC30;&#xB294; anaerobiosis &#xC911; &#xD2B9;&#xD788; &#xB208;&#xC5D0; &#xB744;&#xB294; &#xB450; &#xC870;&#xAC74; &#xD558;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC131;&#xC7A5; &#xACB0;&#xD568;&#xC744; &#xACF5;&#xAC1C; &#xD588;&#xB2E4;. &#xB3CC;&#xC5F0;&#xBCC0;&#xC774; &#xBC14;&#xB298; &#xC811;&#xC885; &#xD558; &#xC5EC; avirulent&#xB294; &#xACE0; nymphs, &#xBA39;&#xC774; &#xAC10;&#xC18C; &#xC0DD;&#xC874; &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC8FC;&#xC9C0;&#xB9CC; unfed &#xD50C;&#xB7AB; nymphs &#xC0DD;&#xC874; &#xACB0;&#xD568; &#xC5C6;&#xC74C; &#xD45C;&#xC2DC;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xACB0;&#xACFC; &#xBC14;&#xD0D5;&#xC73C;&#xB85C;, &#xC6B0;&#xB9AC; Bbcoadr&#xC740; CoA/CoA-disulphide &#xBC0F; NAD(+) /NADH enzootic &#xC8FC;&#xAE30; &#xC9C0;&#xC6D0; thiol disulphide &#xD56D;&#xC0C1;&#xC131;, &#xACFC;&#xC0B0;&#xD654; &#xC911;&#xC7AC; &#xBA64;&#xBE0C;&#xB808;&#xC778; &#xC190;&#xC0C1;; &#xC2A4;&#xD53C;&#xB85C;&#xD5E4;&#xD0C0;&#xB97C; &#xC9C1;&#xC811; &#xBCF4;&#xD638; &#xD558; &#xACE0; &#xC2E0;&#xC18D; &#xD558; &#xAC8C; &#xBCF5;&#xC81C;&#xC758; &#xAE30;&#xAC04; &#xB3D9;&#xC548; &#xCD5C;&#xC801;&#xC758; redox &#xBE44;&#xC728;&#xC744; &#xC720;&#xC9C0; &#xD558;&#xB294; &#xB370; &#xD544;&#xC694;&#xD55C; &#xC81C;&#xC548; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xD568;&#xC218; &#xC911; &#xD558;&#xB098; &#xC774;&#xC0C1;&#xC744; B. burgdorferi&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xD3EC;&#xC720;&#xB958; &#xD638;&#xC2A4;&#xD2B8;&#xC758; &#xAC10;&#xC5FC;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD544;&#xC218;&#xC801;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Borrelia burgdorferi &#xCF54;&#xC5D4;&#xC790;&#xC784; A disulphide reductase enzootic &#xC8FC;&#xAE30; &#xC804;&#xCCB4;&#xC5D0; &#xAC78;&#xCCD0; &#xAE09;&#xC18D; &#xD55C; &#xC131;&#xC7A5;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC911;&#xC694; &#xD558; &#xACE0; &#xD544;&#xC218;&#xC801;&#xC778; &#xD3EC;&#xC720;&#xB958; &#xD638;&#xC2A4;&#xD2B8;&#xC758; &#xAC10;&#xC5FC;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

En un an&#xE1;lisis de microarrays de la RpoS regulon en el hu&#xE9;sped de mam&#xED;fero adaptado Borrelia burgdorferi, bb0728 (CDR) se encontr&#xF3; que era doblemente transcrita por los factores sigma &#x3C3; (70) y RpoS. El gen codifica una CDR coenzima A reductasa disulfuro (CoADR) que reduce CoA-CoA a disulfuros en una manera dependiente de NADH. En base a la abundancia de CoA en B. burgdorferi y la bioqu&#xED;mica de la enzima, CoADR ha sido propuesto para desempe&#xF1;ar un papel en la respuesta de la espiroqueta de especies de ox&#xED;geno reactivas. Para comprender mejor la funci&#xF3;n fisiol&#xF3;gica (s) de BbCoADR, que gener&#xF3; una mutante B. burgdorferi en el que fue interrumpido el gen de la RDC. RT-PCR y an&#xE1;lisis de 5&#x26;#39;-RACE revela que el CDR y el bb0729 son co-transcrito a partir de un sitio de inicio transcripcional solo arriba de la secuencia de codificaci&#xF3;n bb0729; un vector lanzadera que contiene el oper&#xF3;n bb0729-CDR y el elemento promotor aguas arriba se utilizar&#xE1; para complementar la cdr mutante. Aunque el mutante no era m&#xE1;s sensible al per&#xF3;xido de hidr&#xF3;geno que su matriz, lo hizo exhibici&#xF3;n aumento de la sensibilidad a altas concentraciones de t-butil-hidroper&#xF3;xido, un compuesto oxidante que da&#xF1;a las membranas espiroquetas. Caracterizaci&#xF3;n de los mutantes durante est&#xE1;ndar (15% de ox&#xED;geno, 6% de CO (2)) y anaer&#xF3;bico (&#x26;lt;1% de O (2), 9-13% de CO (2)) el cultivo a 37 &#xB0; C revel&#xF3; un defecto de crecimiento en ambas condiciones que fue especialmente llamativo durante la anaerobiosis. El mutante fue virulenta por la aguja de inoculaci&#xF3;n y mostraron disminuci&#xF3;n de la supervivencia en la alimentaci&#xF3;n de las ninfas, pero no mostr&#xF3; ning&#xFA;n defecto de supervivencia en ninfas sin alimentar planas. En base a estos resultados, proponemos que BbCoADR es necesario para mantener &#xF3;ptimas relaciones redox de CoA / CoA-disulfuro y NAD (+) / NADH durante los per&#xED;odos de r&#xE1;pida replicaci&#xF3;n en todo el ciclo enzo&#xF3;tico, para apoyar tiol-disulfuro de la homeostasis, y para proteger indirectamente a la espiroqueta contra da&#xF1;o de la membrana mediada por per&#xF3;xido; una o m&#xE1;s de estas funciones son esenciales para la infecci&#xF3;n del hu&#xE9;sped mam&#xED;fero por B. burgdorferi.

La coenzima A reductasa Disulfuro de Borrelia burgdorferi es importante para el crecimiento r&#xE1;pido de todo el ciclo enzo&#xF3;tico y esencial para la infecci&#xF3;n del hu&#xE9;sped mam&#xED;fero

The molecular architecture and composition of the outer membrane (OM) of Treponema pallidum (Tp), the noncultivable agent of venereal syphilis, differ considerably from those of typical Gram-negative bacteria. Several years ago we described TP0453, the only lipoprotein associated with the inner leaflet of the Tp OM. Whereas polypeptides of other treponemal lipoproteins are hydrophilic, non-lipidated TP0453 can integrate into membranes, a property attributed to its multiple amphipathic helices (AHs). Furthermore, membrane integration of the TP0453 polypeptide was found to increase membrane permeability, suggesting the molecule functions in a porin-like manner. To better understand the mechanism of membrane integration of TP0453 and its physiological role in Tp OM biogenesis, we solved its crystal structure and used mutagenesis to identify membrane insertion elements. The crystal structure of TP0453 consists of an α/β/α-fold and includes five stably folded AHs. In high concentrations of detergent, TP0453 transitions from a closed to open conformation by lateral movement of two groups of AHs, exposing a large hydrophobic cavity. Triton X-114 phase partitioning, liposome floatation assay, and bis-1-anilino-8-naphthalenesulfonate binding revealed that two adjacent AHs are critical for membrane sensing/integration. Using terbium-dipicolinic acid complex-loaded large unilamellar vesicles, we found that TP0453 increased efflux of fluorophore only at acidic pH. Gel filtration and cross-linking experiments demonstrated that one AH critical for membrane sensing/insertion also forms a dimeric interface. Based on structural dynamics and comparison with Mycobacterium tuberculosis lipoproteins LprG and LppX, we propose that TP0453 functions as a carrier of lipids, glycolipids, and/or derivatives during OM biogenesis.

The transition from closed to open conformation of Treponema pallidum outer membrane-associated lipoprotein TP0453 involves membrane sensing and integration by two amphipathic helices.

While the roles of rpoS(Bb) and RpoS-dependent genes have been studied extensively within the mammal, the contribution of the RpoS regulon to the tick-phase of the Borrelia burgdorferi enzootic cycle has not been examined. Herein, we demonstrate that RpoS-dependent gene expression is prerequisite for the transmission of spirochetes by feeding nymphs. RpoS-deficient organisms are confined to the midgut lumen where they transform into an unusual morphotype (round bodies) during the later stages of the blood meal. We show that round body formation is rapidly reversible, and in vitro appears to be attributable, in part, to reduced levels of Coenzyme A disulfide reductase, which among other functions, provides NAD+ for glycolysis. Our data suggest that spirochetes default to an RpoS-independent program for round body formation upon sensing that the energetics for transmission are unfavorable.

Borrelia burgdorferi requires the alternative sigma factor RpoS for dissemination within the vector during tick-to-mammal transmission.

The spirochetes in the Borrelia burgdorferi sensu lato genospecies group cycle in nature between tick vectors and vertebrate hosts. The current assemblage of B. burgdorferi sensu lato, of which three species cause Lyme disease in humans, originated from a rapid species radiation that occurred near the origin of the clade. All of these species share a unique genome structure that is highly segmented and predominantly composed of linear replicons. One of the circular plasmids is a prophage that exists as several isoforms in each cell and can be transduced to other cells, likely contributing to an otherwise relatively anemic level of horizontal gene transfer, which nevertheless appears to be adequate to permit strong natural selection and adaptation in populations of B. burgdorferi. Although the molecular genetic toolbox is meager, several antibiotic-resistant mutants have been isolated, and the resistance alleles, as well as some exogenous genes, have been fashioned into markers to dissect gene function. Genetic studies have probed the role of the outer membrane lipoprotein OspC, which is maintained in nature by multiple niche polymorphisms and negative frequency-dependent selection. One of the most intriguing genetic systems in B. burgdorferi is vls recombination, which generates antigenic variation during infection of mammalian hosts.

Genetics of Borrelia burgdorferi.

Developing scientific expertise in the classroom involves promoting higher-order cognitive skills as well as content mastery. Effective use of constructivism can facilitate these outcomes. However this is often difficult to accomplish when delivery of content is paramount. Utilizing many of the tenets of constructivist pedagogy, we have designed an Oxford-style debate assignment to be used in an introductory microbiology course. Two teams of students were assigned a debatable topic within microbiology. Over a five-week period students completed an informative web page consisting of three parts: background on the topic, data-based positions for each side of the argument, and a data-based persuasive argument to support their assigned position. This was followed by an in-class presentation and debate. Analysis of student performance on knowledge-based questions shows that students retain debate-derived content acquired primarily outside of lectures significantly better than content delivered during a normal lecture. Importantly, students who performed poorly on the lecture-derived questions did as well on debate-derived questions as other students. Students also performed well on questions requiring higher-order cognitive skills and in synthesizing data-driven arguments in support of a position during the debate. Student perceptions of their knowledge-base in areas covered by the debate and their skills in using scientific databases and analyzing primary literature showed a significant increase in pre- and postassignment comparisons. Our data demonstrate that an Oxford-style debate can be used effectively to deliver relevant content, increase higher-order cognitive skills, and increase self-efficacy in science-specific skills, all contributing to developing expertise in the field. 

Oxford-style debates in a microbiology course for majors: a method for delivering content and engaging critical thinking skills.

Horizontal gene transfer (HGT) in Borrelia burgdorferi, the Lyme disease agent, is likely mediated by bacteriophage. Studies of the B. burgdorferi phage, ϕBB-1 and its role in HGT have been hindered by the lack of an assay for readily characterizing phage-mediated DNA movement (transduction). Here we describe an in vitro assay in which a clone of B. burgdorferi strain CA-11.2A encoding kanamycin resistance on a ϕBB-1 prophage is co-cultured with different clones encoding gentamicin resistance on a shuttle vector; transduction is monitored by enumerating colonies selected in the presence of both kanamycin and gentamicin. When both clones used in the assay were derived from CA-11.2A, the frequency of transduction was 1.23 × 10 transductants per cell, and could be increased 5-fold by exposing the phage-producing strain to 5% ethanol. Transduction was also demonstrated between the CA-11.2A clone and clones of both high-passage B. burgdorferi strain B31 and low-passage, virulent B. burgdorferi strain 297, although with lower transduction frequencies. The transductant in the 297 background produced phage capable of transducing another B. burgdorferi clone: this is the first experimental demonstration of transduction from a clone of a virulent strain. In addition to prophage DNA, small Escherichia coli-derived shuttle vectors were also transduced between co-cultured B. burgdorferi strains, suggesting both a broad role for the phage in the HGT of heterologous DNA and a potential use of the phage as a molecular tool. These results enhance our understanding of phage-mediated transduction as a mechanism of HGT in the Lyme disease spirochetes. Furthermore, the reagents and techniques developed herein will facilitate future studies of phage-mediated HGT, especially within the tick vector and vertebrate host.

Phage-mediated horizontal gene transfer of both prophage and heterologous DNA by ϕBB-1, a bacteriophage of Borrelia burgdorferi.

All members of the  genus that have been examined harbour a linear chromosome that is about 900 kbp in length, as well as a plethora of both linear and circular plasmids in the 5-220 kbp size range. Genome sequences for 27 Lyme disease  isolates have been determined since the elucidation of the  B31 genome sequence in 1997. The chromosomes, which carry the vast majority of the housekeeping genes, appear to be very constant in gene content and organization across all Lyme disease  species. The content of the plasmids, which carry most of the genes that encode the differentially expressed surface proteins that interact with the spirochete's arthropod and vertebrate hosts, is much more variable. Lyme disease  isolates carry between 7-21 different plasmids, ranging in size from 5-84 kbp. All strains analyzed to date harbor three plasmids, cp26, lp54 and lp17. The plasmids are unusual, as compared to most bacterial plasmids, in that they contain many paralogous sequences, a large number of pseudogenes, and, in some cases, essential genes. In addition, a number of the plasmids have features indicating that they are prophages. Numerous methods have been developed for Lyme disease  strain typing. These have proven valuable for clinical and epidemiological studies, as well as phylogenomic and population genetic analyses. Increasingly, these approaches have been displaced by whole genome sequencing techniques. Some correlations between genome content and pathogenicity have been deduced, and comparative whole genome analyses promise future progress in this arena.

Article	Year
Live imaging reveals a biphasic mode of dissemination of Borrelia burgdorferi within ticks. The Journal of clinical investigation\| PubMed ID: 19920352	2009
The coenzyme A disulphide reductase of Borrelia burgdorferi is important for rapid growth throughout the enzootic cycle and essential for infection of the mammalian host. Molecular microbiology\| PubMed ID: 21923763	2011
The transition from closed to open conformation of Treponema pallidum outer membrane-associated lipoprotein TP0453 involves membrane sensing and integration by two amphipathic helices. The Journal of biological chemistry\| PubMed ID: 21965687	2011
Borrelia burgdorferi requires the alternative sigma factor RpoS for dissemination within the vector during tick-to-mammal transmission. PLoS pathogens\| PubMed ID: 22359504	2012
Genetics of Borrelia burgdorferi. Annual review of genetics\| PubMed ID: 22974303	2012
Oxford-style debates in a microbiology course for majors: a method for delivering content and engaging critical thinking skills. Journal of microbiology & biology education\| PubMed ID: 23858349	2013
Phage-mediated horizontal gene transfer of both prophage and heterologous DNA by ϕBB-1, a bacteriophage of Borrelia burgdorferi. Pathogens and disease\| PubMed ID: 27811049	2016
Multipartite Genome of Lyme Disease : Structure, Variation and Prophages. Current issues in molecular biology\| PubMed ID: 33328355	2021

Christian H. Eggers

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