SigF Regulon у Mycobacterium smegmatis виявляє ролі в адаптації до стаціонарної фази, тепла,

  • Знайдіть цього автора на Google Scholar
  • Знайдіть цього автора на PubMed
  • Шукайте цього автора на цьому сайті
  • Для листування: [email protected]

АНОТАЦІЯ

Успіх Mycobacterium tuberculosis як збудника захворювання можна пояснити його здатністю пристосовуватися до змін навколишнього середовища протягом усього перебігу інфекції. Ці зміни включають дефіцит поживних речовин, гіпоксію, різні екзогенні стресові умови та внутрішньофагосомне середовище. Виявлено велику когорту генів, яка сприяє цій адаптації, і серед них є багато генів для регуляторів транскрипції, таких як сигма-фактори, які модулюють експресію генів у відповідь на різні фізіологічні ознаки. Фактори сигми взаємодіють з РНК-полімеразою, щоб забезпечити зв'язування зі специфічними промоторними послідовностями та ініціювання транскрипції генів. Мікобактерії містять фактори сигми лише сімейства σ 70, які поділяються на чотири різні категорії. SigA (група 1) є основним первинним фактором сигми у мікобактеріях, а SigB (група 2) є його несуттєвим паралогом. SigF (група 3) та екстрацитоплазматична функція (ECF) сигма-фактори (група 4) є альтернативними сигма-факторами, які дозволяють адаптуватися до широкого спектру внутрішніх та зовнішніх подразників. Альтернативні фактори сигми значно різняться за типом та чисельністю між видами, що відображає їхні різні вимоги до реакції на стрес (15).

mycobacterium

Тринадцять факторів сигми виявлено у M. tuberculosis (23, 29). Одинадцять із них класифікуються як альтернативні сигма-фактори, і багато з них визнані детермінантами вірулентності. Втрата альтернативного сигма-фактора SigF зменшила вірулентність M. tuberculosis у мишей (5) та пошкодження тканин, пов’язаних із захворюваннями, у мишей (13), а також морських свинок (20). Втрата SigF також призводить до зміни складу клітинної стінки через відсутність пов'язаних з вірулентністю сульфоліпідів (13), а надмірна експресія sigF впливає на регуляцію інших білків, пов'язаних із клітинною стінкою, що беруть участь у взаємодії хазяїн-патоген (40). ).

Спочатку вважалося, що SigF відсутній у непатогенних швидкозростаючих мікобактерій, таких як Mycobacterium smegmatis (9). Однак з тих пір стало ясно, що SigF добре зберігається серед мікобактерій (30, 31) і регулює не лише вірулентність. Хоча SigF пов'язаний із стресовою реакцією та спороносно-сигматичними факторами інших бактерій (8), його роль як стресового та стаціонарно-фазового фактора сигми у M. tuberculosis обговорюється (40).

У M. smegmatis втрата sigF підвищує сприйнятливість до окисного стресу, кислого рН та теплового шоку (12) та відключає синтез захисних каротиноїдів (28). Це говорить про те, що SigF опосередковує загальну реакцію на стрес. Тим не менш, існує ще недостатня кількість базових знань, що стосуються генів, регульованих SigF, і того, як SigF вписується в регуляторну мережу факторів сигми. Для М. smegmatis було запропоновано 27 факторів сигми (35, 38). Це вдвічі більше факторів сигми, виявлених у M. tuberculosis, і, можливо, відображає більший розмір геному та більш мінливе середовище, до якого цей вид повинен адаптуватися. Виходячи з цього спостереження, було висловлено припущення, що регуляторні ланцюги, що включають SigF, будуть відрізнятися між туберкульозними та екологічними мікобактеріями, враховуючи різну природу їх середовища (31), але даних про регуляцію активності SigF у M. smegmatis бракує.

У цьому дослідженні ми повідомляємо про SigF регулон M. smegmatis під час експоненціального та стаціонарного зростання. Ми пропонуємо новий консенсус промотору SigF щодо M. smegmatis на основі наших експериментальних даних, і ми ідентифікуємо нові цільові гени під безпосереднім контролем цього сигма-фактора. Ми наводимо обгрунтування фенотипів штаму ΔsigF, що спостерігалися в попередніх експериментах із викликом стресу, та пропонуємо гени-кандидати, що беруть участь у посттрансляційній регуляції SigF у M. smegmatis.