Jean-Marc Ghigo, Philippe Lejeune, Christophe Beloin, Grégory Jubelin, Jean-Claude Lazzaroni, Corinne Dorel, Anne Vianney, Unité de Microbiologie et génétique (UMG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon, Pathogenèse des légionelles- Legionella pathogenesis (LegioPath), Centre International de Recherche en Infectiologie - UMR (CIRI), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génétique des Biofilms, Institut Pasteur [Paris], Génétique des Biofilms - Genetics of Biofilms, Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Microbiologie du Sol et de l'Environnement (MSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB), Gestion des ressources forestières et des milieux naturels, Faculté Universitaire des Sciences Agronomiques de Gembloux, Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pasteur [Paris] (IP), This study was supported by grants from the Centre National de la Recherche Scientifique (Réseau 'Infections Nosocomiales'). C.B. and J.-M.G. are supported by the Institut Pasteur, Paris, France, and CNRS URA2172 grants., École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and SITBON, Pascale
Curli fibers could be described as a virulence factor able to confer adherence properties to both abiotic and eukaryotic surfaces. The ability to adapt rapidly to changing environmental conditions through signal transduction pathways is crucial for the growth and pathogenicity of bacteria. OmpR was shown to activate csgD expression, resulting in curli production. The CpxR regulator was shown to negatively affect curli gene expression when binding to its recognition site that overlaps the csgD OmpR-binding site. This study was undertaken to clarify how the interplay between the two regulatory proteins, OmpR and CpxR, can affect the transcription of the curli gene in response to variation of the medium osmolarity. Band-shift assays with purified CpxR proteins indicate that CpxR binds to the csgD promoter region at multiple sites that are ideally positioned to explain the csg repression activity of CpxR. To understand the physiological meaning of this in vitro molecular phenomenon, we analyzed the effects of an osmolarity shift on the two-component pathway CpxA/CpxR. We establish here that the Cpx pathway is activated at both transcriptional and posttranscriptional levels in response to a high osmolarity medium and that CpxR represses csgD expression in high-salt-content medium, resulting in low curli production. However, csgD repression in response to high sucrose content is not mediated by CpxR but by the global regulatory protein H-NS. Therefore, multiple systems (EnvZ/OmpR, Cpx, Rcs, and H-NS) appear to be involved in sensing environmental osmolarity, leading to sophisticated regulation of the curli genes.