Expresia, lokalizácia a interaktom proteínu RefZ v priebehu sporulácie u Bacillus subtilis.

Abstract

Bacillus subtilis is a gram-positive sporulating bacterium. Under unfavorable conditions, it initiates the sporulation process that results in a resistant spore. The transcription factor Spo0A is a master regulator of sporulation initiation. The hallmark of sporulation is the formation of an asymmetric septum near a cell pole, which divides the cell into the larger mother cell and smaller prespore. The asymmetric septum is localized at 1/6 of the cell length relative to the nearer pole. One of the players involved in this localization is the RefZ protein, referred to as the FtsZ regulatory protein, which forms the Z-ring. The Z-ring is important for the formation of both the vegetative (mid-cell) and asymmetric septa. RefZ facilitates the relocalization of the Z-ring from midcell to the poles at an early stage of sporulation. RefZ also binds DNA (RefZ binding motifs [RBMs]) near the ori site of the chromosome, thereby promoting precise positioning of the chromosome arms during sporulation. The entire sporulation process is controlled by a cascade of compartment-specific sporulation σ factors that recognize specific consensus sequences in the promoter regions of genes, thereby allowing RNA polymerase to initiate transcription of sporulation-specific genes. These σ factors ensure spatially and...

Bacillus subtilis je gram-pozitivní sporulující bakterie. Za nepříznivých životních podmínek zahajuje sporulační proces, jehož výsledkem jsou rezistentní spory. Hlavním regulátorem iniciace sporulace je transkripční faktor Spo0A. Charakteristickým znakem sporulace je tvorba asymetrického septa na buněčném pólu, které rozděluje buňku na větší mateřskou buňku a menší prespóru. Asymetrické septum je umístěno v 1/6 od nejbližšího pólu buňky, a proces lokalizace je komplexní. Jedním z aktérů podílejících se na této lokalizaci je protein RefZ, který reguluje protein FtsZ, tvořící Z-kruh. Z-kruh je důležitý pro formování vegetativního (uprostřed buňky) i asymetrického septa. RefZ konkrétně napomáhá relokalizaci Z-kruhu ze středu buňky k pólům v rané fázi sporulace. Kromě toho je RefZ protein vázající se na DNA, který se váže na vazebné motivy RefZ (RefZ binding motives [RBMs]) v blízkosti počátků replikace (ori) chromozomů, čímž podporuje přesné umístění ramen chromozomů během sporulace. Celý proces sporulace je regulován kaskádou prostorově specifických sporulačních faktorů σ, které rozpoznávají specifické konzervované (konsenzus) sekvence v promotorových oblastech genů, čímž umožňují RNA polymeráze interagovat s promotorem konkrétního genu a zahájit jeho transkripci. Takto faktory σ zajišťují prostorově...