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Fito-Boncompte L, Chapalain A, Bouffartigues E, Chaker H, Lesouhaitier O, Gicquel G, Bazire A, Madi A, Connil N, Véron W, Taupin L, Toussaint B, Cornelis P, Wei Q, Shioya K, Déziel E, Feuilloley MGJ, Orange N, Dufour A, Chevalier S. Full virulence of Pseudomonas aeruginosa requires OprF. Infect Immun 2011; 79:1176-86. [PMID: 21189321 PMCID: PMC3067511 DOI: 10.1128/iai.00850-10] [Citation(s) in RCA: 122] [Impact Index Per Article: 8.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/05/2010] [Revised: 09/10/2010] [Accepted: 12/02/2010] [Indexed: 01/26/2023] Open
Abstract
OprF is a general outer membrane porin of Pseudomonas aeruginosa, a well-known human opportunistic pathogen associated with severe hospital-acquired sepsis and chronic lung infections of cystic fibrosis patients. A multiphenotypic approach, based on the comparative study of a wild-type strain of P. aeruginosa, its isogenic oprF mutant, and an oprF-complemented strain, showed that OprF is required for P. aeruginosa virulence. The absence of OprF results in impaired adhesion to animal cells, secretion of ExoT and ExoS toxins through the type III secretion system (T3SS), and production of the quorum-sensing-dependent virulence factors pyocyanin, elastase, lectin PA-1L, and exotoxin A. Accordingly, in the oprF mutant, production of the signal molecules N-(3-oxododecanoyl)-l-homoserine lactone and N-butanoyl-l-homoserine lactone was found to be reduced and delayed, respectively. Pseudomonas quinolone signal (PQS) production was decreased, while its precursor, 4-hydroxy-2-heptylquinoline (HHQ), accumulated in the cells. Taken together, these results show the involvement of OprF in P. aeruginosa virulence, at least partly through modulation of the quorum-sensing network. This is the first study showing a link between OprF, PQS synthesis, T3SS, and virulence factor production, providing novel insights into virulence expression.
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Affiliation(s)
- Laurène Fito-Boncompte
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Annelise Chapalain
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Emeline Bouffartigues
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Hichem Chaker
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Olivier Lesouhaitier
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Gwendoline Gicquel
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Alexis Bazire
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Amar Madi
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Nathalie Connil
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Wilfried Véron
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Laure Taupin
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Bertrand Toussaint
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Pierre Cornelis
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Qing Wei
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Koki Shioya
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Eric Déziel
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Marc G. J. Feuilloley
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Nicole Orange
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Alain Dufour
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
| | - Sylvie Chevalier
- Laboratoire de Microbiologie du Froid, Signaux et Micro-Environnement, EA 4312, Normandie Sécurité Sanitaire, Université de Rouen, Rouen, France, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines, EA 3884, Université de Bretagne Sud, UEB, Lorient, France, Laboratory of Microbial Interactions, Department of Molecular and Cellular Interactions, Flanders Institute of Biotechnology (VIB), Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, INRS-Institut Armand-Frappier, Laval, Québec, Canada, TIMC-IMAG, TheREx, Thérapeutiques Recombinantes Expérimentales, UMR5525 CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble, France
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