インドール-3-酢酸の構造的および機能的役割に関する新しい洞察（IAA）：細菌におけるDNAトポロジと遺伝子発現の変化

：インドール-3-酢酸（IAA）は、まだ未知のメカニズムを介して植物、細菌、酵母、およびヒト細胞の多くの細胞プロセスに影響を与える主要な植物ホルモンです。この研究では、2つの異なる宿主範囲のプラスミドを抱える2つの無関係な細菌のIAA治療であるエンサファー・メリロティ1021と大腸菌が、vivoの2つのプラスミドDNAのスーパーコイル状態に影響することを実証しました。in vitroアッセイから得られた結果は、IAAがDNAと相互作用し、挿入剤によって一般的に誘導されるDNA立体構造変化をもたらすことを示しています。IAAは、負のスーパーコイルドDNAの弛緩を通じて、細菌のDNAトポロジー状態を調節するIAトポイソメラーゼ型の活性を阻害するという証拠を提供します。さらに、IAAでE.meliloti細胞を処理すると、窒素固定に関連する遺伝子を含むいくつかの遺伝子の発現が誘導されることを実証します。対照的に、これらの遺伝子はノボビオシンによる治療により有意に抑制され、細菌細胞のDNAスーパーコイルが減少します。報告された全体的な結果を考慮して、IAAの作用とDNA構造/機能が相関し、遺伝子発現の調節に関与している可能性があると仮定します。この研究は、IAAが生理学的条件下でDNAトポロジに影響を与えるかどうかを確認することは、植物だけでなく他の無関係な生物でもこのホルモンの作用メカニズムを明確にするための有用な戦略である可能性があることを指摘しています。

: Indole-3-acetic acid (IAA) is a major plant hormone that affects many cellular processes in plants, bacteria, yeast, and human cells through still unknown mechanisms. In this study, we demonstrated that the IAA-treatment of two unrelated bacteria, the Ensifer meliloti 1021 and Escherichia coli, harboring two different host range plasmids, influences the supercoiled state of the two plasmid DNAs in vivo. Results obtained from in vitro assays show that IAA interacts with DNA, leading to DNA conformational changes commonly induced by intercalating agents. We provide evidence that IAA inhibits the activity of the type IA topoisomerase, which regulates the DNA topological state in bacteria, through the relaxation of the negative supercoiled DNA. In addition, we demonstrate that the treatment of E.meliloti cells with IAA induces the expression of some genes, including the ones related to nitrogen fixation. In contrast, these genes were significantly repressed by the treatment with novobiocin, which reduces the DNA supercoiling in bacterial cells. Taking into account the overall results reported, we hypothesize that the IAA action and the DNA structure/function might be correlated and involved in the regulation of gene expression. This work points out that checking whether IAA influences the DNA topology under physiological conditions could be a useful strategy to clarify the mechanism of action of this hormone, not only in plants but also in other unrelated organisms.