Background/Objectives: Fluorothiazinone (FT), a small molecule of the 2,4-disubstituted-4H-[1,3,4]-thiadiazine-5-one class, is known to inhibit the type III secretion system (T3SS) in Gram-negative bacteria and has shown therapeutic potential in animal models and clinical trials. Given the evolutionary relationship between the T3SS and the bacterial flagellar apparatus, this study aimed to investigate the effects of FT on bacterial motility and flagellum assembly. Methods: Motility was assessed in Pseudomonas aeruginosa, Proteus mirabilis, pathogenic Escherichia coli, and Listeria monocytogenes using a semisolid agar assay and a microfluidic motility system. The mechanism of FT’s action was further examined through time-course analysis, Western blotting of surface flagella proteins, and transmission electron microscopy (TEM). Results: FT inhibited motility of P. aeruginosa, P. mirabilis, and E. coli in a dose-dependent manner, while L. monocytogenes motility remained unaffected. The inhibitory effect was not immediate but delayed 2–3 h post FT addition. Western blotting revealed the absence of surface flagella in EHEC grown with FT, and TEM confirmed structural disruption of flagella in P. mirabilis. Conclusions: FT selectively inhibits flagellum-based motility in Gram-negative bacteria. Obtained data suggested FT interference with flagellum biosynthesis rather than disruption of rotation. Motility inhibition can contribute to FT therapeutic effects on Gram-negative bacterial infections.
1 January 2021 in Molecular Genetics Microbiology and Virology (Russian version)
ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучить морфологию и цитоструктурную организацию клеток микоплазм и образующих ими микроколоний (МК) неизвестного ранее морфотипа. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ Исследование проводили с помощью методов электронной микроскопии: сканирующей и трансмиссионной. Объектом исследования являлись клетки и колонии микоплазм: классические (КК) и МК 4 представителей класса Mollicutes. РЕЗУЛЬТАТЫ В процессе исследований обнаружили, что популяции микоплазм всех изученных видов исходно гетерогенны. Они состоят из клеток, образующих КК и МК. Клетки КК и МК отличаются не только по морфологии, но и по физиологическим и биохимическим особенностям. По своей морфологии МК коренным образом отличались от КК. Они имели винтообразную форму типа пропеллера с плотным центром и исходящими из него лопастями, составленными палочковидными клетками, расположенными параллельными рядами и тесно прилегающими друг к другу боковыми поверхностями. Клетки МК по своей ультраструктурной организации были уникальны. По их поверхности проходила продольная борозда, расширяющаяся на одном из концов или кистеобразно расщепляющаяся. Клетки и МК всех четырех исследованных видов были одинаково организованы и не имели каких-либо принципиальных различий. Обсуждается вопрос о происхождении этих необычных и не описанных ранее форм и об их возможной роли в сохранении вида в изменяющихся условиях существования. Авторы полагают, что ответ на эти вопросы может быть получен после завершения работ по полногеномному секвенированию их ДНК и получению результатов сравнительного изучения протеома клеток КК и МК. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Результаты работы свидетельствуют о гетерогенности популяций четырех видов представителей класса Mollicutes. Впервые проведенное электронно-микроскопическое изучение клеток и колоний микоплазм неизвестного ранее морфотипа — МК — показало, что их морфология и ультраструктурная организация являются уникальными.
Wild aquatic birds are a major reservoir of the influenza A virus in natural ecosystems, facilitating its entry into the aquatic microbial food web through their feces. Free-living protozoa and particularly bacterivorous ciliates are essential players of the microbial food web. This study investigates the interactions between the Influenza A(H1N1)pdm09 virus and the ciliated protozoan Tetrahymena pyriformis at the population and ultrastructural levels. Co-cultivation of Influenza A(H1N1)pdm09 and T. pyriformis resulted in a decline and eventual complete elimination of the viral population. The inactivation of the virus was not mediated by products excreted by T. pyriformis but required A(H1N1)pdm09 endocytosis. Viruses ingested by protozoa lost their virulence within 48 hours post infection (hpi) and, as determined by hemagglutination assays, were entirely inactivated within 72 hpi. When lysates infected with A(H1N1)pdm09 T. pyriformis were applied to MDCK cells 1.5 and 24 hpi the undamaged part of ingested virions caused a cytopathic effect. Confocal laser scanning microscopy (CLSM) and transmission electron microscopy (TEM) of infected T. pyriformis cells revealed large food vacuoles, including multiple undamaged and partly processed virus particles, at 1.5 and 24 hpi. Furthermore, TEM identified coated and half-coated small one-virus endosomes that predominated at 48 hpi. These results demonstrated that A(H1N1)pdm09 inactivation by T. pyriformis includes two types of endosomes that dominated at different periods of interpopulation interactions. The process of A(H1N1)pdm09 inactivation in protozoan cells occurs rapidly, but not instantaneously, that suggesting a dual role of protozoa in the fate of influenza A viruses in natural ecosystems, both as predators and as potential vectors.