在营养物质限制期间,基因表达的 (p) ppGpp-依赖激活
Sathya Narayanan Nagarajan1, Adam Rosenthal2, Jonathan Dworkin1
1Department of Microbiology and Immunology, Vagelos College of Physicians and Surgeons, Columbia University, New York, New York, USA.
细菌通过减少能源使用和激活生存基因来适应营养稀缺. 这项研究揭示了瓜诺辛四和五酸盐 ((p)ppGpp) 如何将减少的蛋白质合成与激活生存基因 (如Bacillus subtilis中的hpf) 联系起来.
科学领域:
- 细菌生理学 细菌生理学
- 分子生物学分子生物学
- 基因规则 基因规则
背景情况:
- 细菌进入营养限制,减缓生长并重塑新陈代谢以节省能量.
- 这种适应涉及能源密集型基因的转录减少和生存基因的表达增加.
- 瓜酸四和五酸 ((p)ppGpp) 是这种代谢转变的关键媒介,特别影响蛋白质合成.
研究的目的:
- 阐明关联营养限制,减少蛋白质合成和Bacillus subtilis特定生存基因激活的分子机制.
- 研究 (p)ppGpp在hpf基因的转录调节中的作用,该基因在营养压力期间保护核糖体.
- 了解这种调节网络如何促进细菌的适应和发育过程,如分泌和能力.
主要方法:
- 在Bacillus subtilis的营养限制条件下的基因转录的分析.
- 研究了替代性西格玛因子sigma-H (σH) 和其调节器AbrB在hpf基因表达中的作用.
- 评估了 (p)ppGpp对于激活涉及胞和遗传能力的基因的必要性.
主要成果:
- 证明 (p)ppGpp对于在营养有限的Bacillus subtilis.快速生长的退出期间激活hpf基因至关重要.
- 表明hpf转录需要σH,当 (p) pGpp减少全球蛋白质合成,降低AbRB水平时,其表达是失压的.
- 证实 (p)ppGpp对于调解细菌发育命运的基因表达至关重要,包括分泌和能力.
结论:
- 一个新的调节机制将 (p)ppGpp介导的减少全球蛋白质合成与HPF等生存基因的转录激活相结合.
- 这一途径在营养应激期间将转化调节 (蛋白质合成) 与转录调节 (基因表达) 联系起来.
- 鉴定的机制对于细菌适应营养限制和成功执行发育计划至关重要.
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