Suppr超能文献

揭示 DesK/DesR 和 YvfT/YvfU 的协同作用,控制枯草芽孢杆菌中 ABC 转运蛋白的表达。

Unveiling the Coordinated Action of DesK/DesR and YvfT/YvfU to Control the Expression of an ABC Transporter in Bacillus subtilis.

机构信息

Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET), Rosario, Argentina.

Departamento de Microbiología Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas, Universidad Nacional de Rosario, Rosario, Argentina.

出版信息

Mol Microbiol. 2024 Nov;122(5):730-742. doi: 10.1111/mmi.15320. Epub 2024 Sep 30.

Abstract

Two-component systems (TCSs) are vital signal transduction pathways ubiquitous among bacteria, facilitating their responses to diverse environmental stimuli. In Bacillus subtilis, the DesK histidine kinase thermosensor, together with the response regulator DesR, constitute a TCS dedicated to membrane lipid homeostasis maintenance. This TCS orchestrates the transcriptional regulation of the des gene, encoding the sole desaturase in these bacteria, Δ5-Des. Additionally, B. subtilis possesses a paralog TCS, YvfT/YvfU, with unknown target gene(s). In this work, we show that YvfT/YvfU controls the expression of the yvfRS operon that codes for an ABC transporter. Interestingly, we found that this regulation also involves the action of DesK/DesR. Notably, opposite to des, yvfRS transcription is induced at 37°C and not at 25°C. Our in vivo and in vitro experiments demonstrate that both YvfU and DesR directly bind to the operon promoter region, with DesR exerting its control over yvfRS expression in its unphosphorylated state. Our study uncovers an intriguing case of cross-regulation where two homologous TCSs interact closely to finely tune gene expression in response to environmental cues. These findings shed light on the complexity of bacterial signal transduction systems and their critical role in bacterial adaptability.

摘要

双组分系统 (TCSs) 是细菌中普遍存在的重要信号转导途径,有助于它们对各种环境刺激做出反应。在枯草芽孢杆菌中,DesK 组氨酸激酶热传感器与响应调节剂 DesR 一起构成了专门用于维持膜脂动态平衡的 TCS。该 TCS 协调了编码这些细菌中唯一去饱和酶 Δ5-Des 的 des 基因的转录调控。此外,枯草芽孢杆菌还拥有一个具有未知靶基因的平行 TCS YvfT/YvfU。在这项工作中,我们表明 YvfT/YvfU 控制编码 ABC 转运体的 yvfRS 操纵子的表达。有趣的是,我们发现这种调节还涉及 DesK/DesR 的作用。值得注意的是,与 des 不同,yvfRS 的转录在 37°C 而非 25°C 时被诱导。我们的体内和体外实验表明,YvfU 和 DesR 都直接与操纵子启动子区域结合,并且 DesR 在未磷酸化状态下对 yvfRS 的表达行使其控制作用。我们的研究揭示了一个有趣的交叉调节案例,其中两个同源 TCSs 密切相互作用,以根据环境线索精细地调节基因表达。这些发现揭示了细菌信号转导系统的复杂性及其在细菌适应性中的关键作用。

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