クラスIの重要な役割熱衝撃遺伝子HRCAおよびDNAK熱衝撃反応およびグループI Clottridium botulinum株ATCC 3502のpHおよびNaClストレスに対する応答

クラスI熱衝撃遺伝子（HSG）コードは、タンパク質の折り畳みを支援することにより環境温度の突然の上昇に対して細菌の反応に大きな役割を果たす分子シャペロンのコードです。37°Cで成長した食物媒介病原体Botulinumの定量的逆転写酵素リアルタイムPCR遺伝子発現分析は、クラスI HSGS GRPE、DNAK、DNAJ、GroEL、およびGROES、およびその抑制者であるHRCAが一定レベルで発現していることを示しました。指数および移行の成長段階では、6つの遺伝子すべての強力なダウンレギュレーションが定常中に観察されました段階。37°Cから45°Cの熱ショックの後、すべてのHSGは一時的に上方制御されました。挿入的に不活性化されたHRCAを備えた変異体は、野生型よりも指数関数的成長中にクラスI HSGのレベルが高いことを発現し、その後、熱ショック後のグロとグロのみのアップレギュレーションが続きました。HRCAまたは主要なシャペロンをコードするDNAKの不活性化は、野生型と比較して最適な条件下での野生型よりも最大成長温度が低くなり、成長率が低下しました。DNAK変異体は、すべてのテストされた温度、pH、およびNaClストレス条件下で成長阻害を示しました。対照的に、HRCA変異体の成長は、野生型株と比較して軽度の温度または酸ストレスの影響を受けず、誘導されたクラスI HSGが中程度の非最適条件下での成長をサポートすることを示しています。クラスI HSGの発現は、食品加工または食品の成長、哺乳類の腸、または傷で発生する可能性のあるストレスの多い環境条件の下で、C。botulinumの生存と成長の主要な役割を果たしていることを示しています。

Class I heat shock genes (HSGs) code for molecular chaperones which play a major role in the bacterial response to sudden increases of environmental temperature by assisting protein folding. Quantitative reverse transcriptase real-time PCR gene expression analysis of the food-borne pathogen Clostridium botulinum grown at 37°C showed that the class I HSGs grpE, dnaK, dnaJ, groEL, and groES and their repressor, hrcA, were expressed at constant levels in the exponential and transitional growth phases, whereas strong downregulation of all six genes was observed during stationary phase. After heat shock from 37 to 45°C, all HSGs were transiently upregulated. A mutant with insertionally inactivated hrcA expressed higher levels of class I HSGs during exponential growth than the wild type, followed by upregulation of only groES and groES after heat shock. Inactivation of hrcA or of dnaK encoding a major chaperone resulted in lower maximum growth temperatures than for the wild type and reduced growth rates under optimal conditions compared to the wild type. The dnaK mutant showed growth inhibition under all tested temperature, pH, and NaCl stress conditions. In contrast, the growth of an hrcA mutant was unaffected by mild temperature or acid stress compared to the wild-type strain, indicating that induced class I HSGs support growth under moderately nonoptimal conditions. We show that the expression of class I HSGs plays a major role for survival and growth of C. botulinum under the stressful environmental conditions that may be encountered during food processing or growth in food products, in the mammalian intestine, or in wounds.