Antibacterial T6SS effectors with a VRR-Nuc domain are structure-specific nucleases

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Hespanhol, Julia Takuno ; Sanchez-Limache, Daniel Enrique ; Nicastro, Gianlucca Goncalves ; Mead, Liam ; Llontop, Edgar Enrique ; Chagas-Santos, Gustavo ; Farah, Chuck Shaker ; de Souza, Robson Francisco ; Galhardo, Rodrigo da Silva ; Lovering, Andrew L. ; Bayer-Santos, Ethel

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: eLIFE; v. 11, p. 26-pg., 2022-10-13.

Resumo

The type VI secretion system (T6SS) secretes antibacterial effectors into target competitors. Salmonella spp. encode five phylogenetically distinct T6SSs. Here, we characterize the function of the SPI-22 T6SS of Salmonella bongori showing that it has antibacterial activity and identify a group of antibacterial T6SS effectors (TseV1-4) containing an N-terminal PAAR-like domain and a C-terminal VRR-Nuc domain encoded next to cognate immunity proteins with a DUF3396 domain (TsiV1-4). TseV2 and TseV3 are toxic when expressed in Escherichia coli and bacterial competition assays confirm that TseV2 and TseV3 are secreted by the SPI-22 T6SS. Phylogenetic analysis reveals that TseV1-4 are evolutionarily related to enzymes involved in DNA repair. TseV3 recognizes specific DNA structures and preferentially cleave splayed arms, generating DNA double-strand breaks and inducing the SOS response in target cells. The crystal structure of the TseV3:TsiV3 complex reveals that the immunity protein likely blocks the effector interaction with the DNA substrate. These results expand our knowledge on the function of Salmonella pathogenicity islands, the evolution of toxins used in biological conflicts, and the endogenous mechanisms regulating the activity of these toxins. (AU)

• Processo FAPESP: 17/17303-7 - Estrutura e função de sistemas de secreção bacterianas
• Beneficiário: Shaker Chuck Farah
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 19/12234-2 - Estudos Estruturais sobre o Pilus tipo IV e T4SS de Xanthomonas citri
• Beneficiário: Edgar Enrique Llontop Cornejo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 21/03400-6 - Desenvolvimento de um pipeline universal para análise de contexto genômico de dados de diferentes fontes.
• Beneficiário: Gianlucca Gonçalves Nicastro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Processo FAPESP: 16/09047-8 - Genômica comparativa de toxinas bacterianas associadas ao sistema secretório do tipo IV
• Beneficiário: Robson Francisco de Souza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 20/15389-4 - Clonagem e teste de atividade antibacteriana de novos efetores do T6SS de Salmonella
• Beneficiário: Gustavo Chagas Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 18/25316-4 - Análise da função de SPI-6 T6SS e SPI-19 T6SS de Salmonella na competição com bactérias da microbiota intestinal
• Beneficiário: Julia Takuno Hespanhol
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 18/04553-8 - Função de sistemas de secreção do tipo VI de bactérias patogênicas na interação com células eucarióticas
• Beneficiário: Ethel Bayer Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 17/02178-2 - Função de sistemas de secreção do tipo VI de bactérias patogênicas na interação com células eucarióticas
• Beneficiário: Ethel Bayer Santos
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 19/22715-8 - Estudo da função de SPI-22 T6SS de Salmonella bongori em competições bacterianas e interações com células fagocíticas
• Beneficiário: Daniel Enrique Sánchez Limache
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado