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Antibiotics (Basel, Switzerland)2020Nov26Vol.9issue(12)

プロミジニンは、Streptomyces coelicolorの胞子形成の開始を延期します

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

生物活性天然物は通常、生産者の株によって分泌されます。それに加えて、これにより、競合他社のターゲティングが可能になり、保護的な役割も満たされ、自己殺害の可能性が減ります。驚くべきことに、DNA分解および膜損傷プロミジニン(PDG)は細胞内でのみ生成され、Streptomyces coelicolorのプログラムされた細胞死(PCD)の第2ラウンドの開始に必要です。この作業では、S。coelicolorの形態学的分化のタイミングに対するPDGの影響を調査しました。PDGSの赤いクラスターを活性化する転写活性化因子遺伝子REDDの削除またはPDG合成の栄養媒介性の減少は、両方とも成熟した胞子鎖の早熟な外観をもたらしました。転写分析により、航空系菌糸体の形成に不可欠な発達σ因子BLDNのBLDNを含む、REDDヌル変異体の重要な発達遺伝子の加速発現が明らかになりました。対照的に、REDDのコピー数の増加によるPDG過剰生産により、胞子形成が遅延またはブロックが発生しました。さらに、共焦点蛍光顕微鏡検査により、最も早い航空菌菌はPDGを生成しないことが明らかになりました。これは、最終的に胞子鎖に分化し、それゆえコロニーの生存に必要であるフィラメントが、PDGによって誘導されるPCDの第2ラウンドから除外されることを示唆しています。PDGの役割の1つは、死にかけているフィラメントの細胞内含有量の漏れを誘導することにより、S。oelicolorの休眠状態(胞子形成)への入口を遅らせることであると提案します。

生物活性天然物は通常、生産者の株によって分泌されます。それに加えて、これにより、競合他社のターゲティングが可能になり、保護的な役割も満たされ、自己殺害の可能性が減ります。驚くべきことに、DNA分解および膜損傷プロミジニン(PDG)は細胞内でのみ生成され、Streptomyces coelicolorのプログラムされた細胞死(PCD)の第2ラウンドの開始に必要です。この作業では、S。coelicolorの形態学的分化のタイミングに対するPDGの影響を調査しました。PDGSの赤いクラスターを活性化する転写活性化因子遺伝子REDDの削除またはPDG合成の栄養媒介性の減少は、両方とも成熟した胞子鎖の早熟な外観をもたらしました。転写分析により、航空系菌糸体の形成に不可欠な発達σ因子BLDNのBLDNを含む、REDDヌル変異体の重要な発達遺伝子の加速発現が明らかになりました。対照的に、REDDのコピー数の増加によるPDG過剰生産により、胞子形成が遅延またはブロックが発生しました。さらに、共焦点蛍光顕微鏡検査により、最も早い航空菌菌はPDGを生成しないことが明らかになりました。これは、最終的に胞子鎖に分化し、それゆえコロニーの生存に必要であるフィラメントが、PDGによって誘導されるPCDの第2ラウンドから除外されることを示唆しています。PDGの役割の1つは、死にかけているフィラメントの細胞内含有量の漏れを誘導することにより、S。oelicolorの休眠状態(胞子形成)への入口を遅らせることであると提案します。

Bioactive natural products are typically secreted by the producer strain. Besides that, this allows the targeting of competitors, also filling a protective role, reducing the chance of self-killing. Surprisingly, DNA-degrading and membrane damaging prodiginines (PdGs) are only produced intracellularly, and are required for the onset of the second round of programmed cell death (PCD) in Streptomyces coelicolor. In this work, we investigated the influence of PdGs on the timing of the morphological differentiation of S. coelicolor. The deletion of the transcriptional activator gene redD that activates the red cluster for PdGs or nutrient-mediated reduction of PdG synthesis both resulted in the precocious appearance of mature spore chains. Transcriptional analysis revealed an accelerated expression of key developmental genes in the redD null mutant, including bldN for the developmental σ factor BldN which is essential for aerial mycelium formation. In contrast, PdG overproduction due to the enhanced copy number of redD resulted in a delay or block in sporulation. In addition, confocal fluorescence microscopy revealed that the earliest aerial hyphae do not produce PdGs. This suggests that filaments that eventually differentiate into spore chains and are hence required for survival of the colony, are excluded from the second round of PCD induced by PdGs. We propose that one of the roles of PdGs would be to delay the entrance of S. coelicolor into the dormancy state (sporulation) by inducing the leakage of the intracellular content of dying filaments thereby providing nutrients for the survivors.

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