Alain Dufour, Olivier Lesouhaitier, Joerg Overhage, Gwendoline Gicquel, Gerald Brenner-Weiss, Alexis Bazire, Joana A. Moscoso, Olivier Maillot, Rachel Duchesne, Alain Filloux, Sylvie Chevalier, Nicole Orange, Thibaut Rosay, Magalie Bénard, Patrice Lerouge, Marc G. J. Feuilloley, Emeline Bouffartigues, Laurène Fito-Boncompte, Laboratoire de Microbiologie Signaux et Microenvironnement (LMSM), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU), Imperial College London, Institute for Research and Innovation in Biomedicine (IRIB), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Plate-Forme de Recherche en Imagerie Cellulaire de Haute-Normandie (PRIMACEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institute for Research and Innovation in Biomedicine (IRIB), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), 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), Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Laboratoire de Glycobiologie et Matrice Extracellulaire Végétale (Glyco-MEV), Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marine (LBCM), 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)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-High-tech Research Infrastructures for Life Sciences (HeRacLeS), Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bazire, Alexis, Laboratoire de Microbiologie du Froid – Signaux et Micro-Environnement ( LMDF-SME ), Université de Rouen Normandie ( UNIROUEN ), Normandie Université ( NU ) -Normandie Université ( NU ), Reproduction et développement des plantes ( RDP ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ), Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines ( LBCM ), Université de Bretagne Sud ( UBS ) -Université de Brest ( UBO ), Institute for Research and Innovation in Biomedicine ( IRIB ), Normandie Université ( NU ) -Normandie Université ( NU ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Karlsruhe Institute of Technology ( KIT ), Laboratoire de Glycobiologie et Matrice Extracellulaire Végétale ( Glyco-MEV ), UR DER Développement et économie rurale, Institut Supérieur d'Agriculture Rhône-Alpes, Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne ( LICB ), Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), and Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC)
OprF is the major outer membrane porin in bacteria belonging to the Pseudomonas genus. In previous studies, we have shown that OprF is required for full virulence expression of the opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa. Here, we describe molecular insights on the nature of this relationship and report that the absence of OprF leads to increased biofilm formation and production of the Pel exopolysaccharide. Accordingly, the level of c-di-GMP, a key second messenger in biofilm control, is elevated in an oprF mutant. By decreasing c-di-GMP levels in this mutant, both biofilm formation and pel gene expression phenotypes were restored to wild-type levels. We further investigated the impact on two small RNAs, which are associated with the biofilm lifestyle, and found that expression of rsmZ but not of rsmY was increased in the oprF mutant and this occurs in a c-di-GMP-dependent manner. Finally, the extracytoplasmic function (ECF) sigma factors AlgU and SigX displayed higher activity levels in the oprF mutant. Two genes of the SigX regulon involved in c-di-GMP metabolism, PA1181 and adcA (PA4843), were up-regulated in the oprF mutant, partly explaining the increased c-di-GMP level. We hypothesized that the absence of OprF leads to a cell envelope stress that activates SigX and results in a c-di-GMP elevated level due to higher expression of adcA and PA1181. The c-di-GMP level can in turn stimulate Pel synthesis via increased rsmZ sRNA levels and pel mRNA, thus affecting Pel-dependent phenotypes such as cell aggregation and biofilm formation. This work highlights the connection between OprF and c-di-GMP regulatory networks, likely via SigX (ECF), on the regulation of biofilm phenotypes.