FTSKは、大腸菌の姉妹染色体を積極的に分離します

細菌は、循環染色体の複製起点から末端間極性を使用して、細胞周期中のDNAトランザクションを制御します。分離は、起源領域の積極的な移動と、その後の残りの染色体の進行性の移動によって始まります。分離の最後のステップは、二量体の姉妹染色体の場合、および染色体組織が変異によって損なわれる場合に広範囲に研究されています。これらの特別なケースでは、分裂するDNAトランストランスケースFTSKが必要です。FTSKは、FTSK指向の極性配列（KOPS）DNAモチーフの極性を使用したDIF染色体二量体分解能部位に向かって染色体をポンプします。モニタリングの拡張に基づくアッセイは、FTSKがこれらの特別な症例でのみ作用し、単量体染色体に作用しないことを示唆しています。2色システムを使用して、生細胞の染色体遺伝子座のペアを視覚化すると、姉妹遺伝子座の空間分解能が原点からDIFサイトに正確に順序付けられていることを示します。さらに、長さ約200 kbの長さの領域での秩序化された分離は、FTSKの指向転換活動に依存していましたが、二量体の形成またはそれらの解像度には依存していませんでした。FTSKを介した分離には、細胞分裂まで拡散領域の分離が遅れるMATPタンパク質が必要でした。FTSKは、姉妹染色体の末端領域をモノマーであろうと二量体であろうと、正確で秩序だった方法で分離すると結論付けています。私たちのデータは、FTSKがMATPを介した凝集および/または末端領域の分割装置との相互作用をKOPS指向の方法でリリースするモデルと一致しています。

Bacteria use the replication origin-to-terminus polarity of their circular chromosomes to control DNA transactions during the cell cycle. Segregation starts by active migration of the region of origin followed by progressive movement of the rest of the chromosomes. The last steps of segregation have been studied extensively in the case of dimeric sister chromosomes and when chromosome organization is impaired by mutations. In these special cases, the divisome-associated DNA translocase FtsK is required. FtsK pumps chromosomes toward the dif chromosome dimer resolution site using polarity of the FtsK-orienting polar sequence (KOPS) DNA motifs. Assays based on monitoring dif recombination have suggested that FtsK acts only in these special cases and does not act on monomeric chromosomes. Using a two-color system to visualize pairs of chromosome loci in living cells, we show that the spatial resolution of sister loci is accurately ordered from the point of origin to the dif site. Furthermore, ordered segregation in a region ∼200 kb long surrounding dif depended on the oriented translocation activity of FtsK but not on the formation of dimers or their resolution. FtsK-mediated segregation required the MatP protein, which delays segregation of the dif-surrounding region until cell division. We conclude that FtsK segregates the terminus region of sister chromosomes whether they are monomeric or dimeric and does so in an accurate and ordered manner. Our data are consistent with a model in which FtsK acts to release the MatP-mediated cohesion and/or interaction with the division apparatus of the terminus region in a KOPS-oriented manner.