Információ

6.2.3: Éheztetés által kiváltott termőtestek – biológia

6.2.3: Éheztetés által kiváltott termőtestek – biológia



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Az éhezés által kiváltott termőtestek akár 500 mikrométer hosszúságúak is aggregálódhatnak, és körülbelül 100 000 baktériumsejtet tartalmazhatnak.

Tanulási célok

  • Magyarázza el az éhezés okozta gyümölcstesteket!

Főbb pontok

  • A termőtestekben a baktériumok külön feladatokat látnak el; ez a fajta együttműködés a többsejtű szervezet egyszerű típusa.
  • Myxococcus xanthus A kolóniák önszerveződő, ragadozó egyfajú biofilmként léteznek, amelyet rajnak neveznek.
  • Úgy gondolják, hogy a termésfolyamat előnyös myxobaktériumok biztosítva, hogy a sejtnövekedés egy csoporttal (raj) folytatódjon myxobaktériumok, nem pedig izolált sejtekként.

Kulcsfontossagu kifejezesek

  • határozatképesség érzékelése: A bakteriális sejtek közötti kommunikáció javasolt módszere kis diffundálható jelmolekulák felszabadításával és érzékelésével.
  • stigmergia: Az ágensek vagy cselekvések közötti spontán, közvetett koordináció mechanizmusa, ahol egy cselekvés nyoma a környezetben serkenti egy következő cselekvés végrehajtását.
  • szaprotróf: sejten kívüli emésztés, amely részt vesz az elhalt vagy bomlott szerves anyagok feldolgozásában

Éheztetés által kiváltott termőtestek

Amikor éhezik az aminosavaktól, myxobaktériumok, vagy iszapbaktériumok, észlelik a környező sejteket az úgynevezett határozatképesség érzékelése . Egymás felé vándorolva aggregálódnak, és legfeljebb 500 mikrométer hosszú termőtesteket alkotnak, amelyek körülbelül 100 000 baktériumsejtet tartalmaznak. Ezekben a termőtestekben a baktériumok külön feladatokat látnak el; ez a fajta együttműködés a többsejtű szervezet egyszerű típusa. Körülbelül 10 sejtből egy vándorol ezeknek a termőtesteknek a tetejére, és differenciálódik egy speciális nyugalmi állapotba, ún. myxospóra, amely jobban ellenáll a száradásnak és egyéb kedvezőtlen környezeti feltételeknek, mint a közönséges sejtek.

Az myxobaktériumok olyan baktériumcsoport, amely túlnyomórészt a talajban él, és oldhatatlan szerves anyagokkal táplálkozik. Az myxobaktériumok más baktériumokhoz képest nagyon nagy genomjuk van, például 9-10 millió nukleotid. Sorangium cellulosum rendelkezik a legnagyobb ismert bakteriális genommal (2008-ig), 13,0 millió nukleotiddal.

Myxobaktériumok delta csoportjába tartoznak proteobaktériumok, a Gram-negatív formák nagy taxonja. Aktívan mozoghatnak siklással, és jellemzően rajokban (más néven farkasfalkákban) utaznak, amelyek sok sejtet tartalmaznak, amelyeket az intercelluláris molekuláris jelek tartanak össze. Az egyének számára előnyös az aggregáció, mivel lehetővé teszi az extracelluláris enzimek felhalmozódását, amelyek a táplálék emésztésére szolgálnak, ami növeli a táplálkozás hatékonyságát.

Myxobaktériumok számos orvosbiológiai és iparilag hasznos vegyi anyagot, például antibiotikumot állítanak elő, és ezeket a vegyszereket a sejten kívülre exportálják. Ha kevés a tápanyag, a myxobakteriális sejtek termőtestekké aggregálódnak, ezt a folyamatot régóta úgy gondolták, hogy a kemotaxis közvetíti, de ma már az érintkezés által közvetített jelátvitel függvényének tekintik. Ezek a termőtestek fajtól függően különböző alakúak és színűek lehetnek.

A termőtesteken belül a sejtek rúd alakú vegetatív sejtként indulnak, és vastag sejtfalú, lekerekített myxospórákká fejlődnek. Ezek a myxospórák, hasonlóan más organizmusok spóráihoz, nagyobb valószínűséggel maradnak életben, amíg a tápanyagok bőségesebbé válnak. Úgy gondolják, hogy a termésfolyamat előnyös myxobaktériumok biztosítva, hogy a sejtnövekedés egy csoporttal (raj) folytatódjon myxobaktériumok, nem pedig izolált sejtekként. Molekuláris szinten a termőtest fejlődésének beindítását a Pxr sRNS szabályozza.

Myxococcus xanthus a telepek önszerveződő, ragadozó, szaprotróf, egyfajú biofilmként léteznek, amelyet rajnak neveznek. Myxococcus xanthusA talajban szinte mindenütt megtalálható vékony rúd alakú, gram-negatív sejtek, amelyek a környezeti jelzésekre reagálva önszerveződő viselkedést mutatnak. A raj ezen keresztül módosítja környezetét stigmergia. Ez a viselkedés megkönnyíti a ragadozó táplálékot, mivel megnő a baktériumok által kiválasztott extracelluláris emésztőenzimek koncentrációja.

M. xanthus egy modell organizmus a fejlődés tanulmányozására, melyben az éhező baktériumok önszerveződnek termőtestekké: körülbelül 100 000 sejtből álló kupola alakú struktúrák. Ezek a rajok néhány nap leforgása alatt metabolikusan nyugvó és környezetre rezisztens myxospórákká differenciálódnak. Az önszerveződési folyamat során sűrű sejtgerincek mozgó hullámokban (hullámokban) mozognak, amelyek több órán keresztül nőnek és zsugorodnak.


Ennek a mikrobának az unokatestvéreit nem szívesen látják

KÉP: Éheztetéskor a szociális baktérium akár 100 000 sejtből álló csoportjai Myxococcus xanthus együttműködnek a spórás termőtestek (zöld, hamis szín) építésében. Egy termőtest látható tovább növő. mutass többet

Köszönetnyilvánítás: Supriya Kadam és Juergen Berger, Max Planck Intézet

BLOOMINGTON, Ind – Egy baktériumfaj, amelynek túlélése az együttműködésen múlik, diszkriminatív, ha az általa tartott társaságról van szó. Az Indiana University Bloomington és a Holland Földi Ökológiai Központ tudósai rájöttek, hogy a Myxococcus xanthus sejtek képesek felismerni az egymás közötti genetikai különbségeket, amelyek olyan finomak, hogy még az őket tanulmányozó tudósoknak is mindent meg kell tenniük, hogy elkülönítsék őket egymástól.

A tudósok jelentése, amely a Current Biology legutóbbi számában jelenik meg, további bizonyítékokkal szolgál arra, hogy a természetben való együttműködés nem mindig a béke és a szeretet ünnepe. Inkább az együttműködés inkább rosszindulatú szükségszerűség lehet, amelyben a partnerek folyamatosan versengenek, és aláássák egymást az evolúciós dominancia megszerzésére törekedve.

"Egyes társadalmi mikrobáknál az együttműködés elsősorban azonos vagy nagyon hasonló sejtek között zajlik, a más kooperatív egységekben lévő, viszonylag nem rokon egyedekkel való versengés módjaként" - mondta Gregory Velicer, a Bloomington Biológus, a kutatás vezetője. "Ez eltér az emberektől, akik nagyobb valószínűséggel működnek együtt nem rokon személyekkel, valamint közeli rokonokkal. Az általunk vizsgált baktériumok esetében az együttműködés erősen korlátozottnak tűnik."

A Myxococcus xanthus egy ragadozó baktérium, amely a talajban nyüzsög, és mérgező és emésztést elősegítő vegyületeket választva elpusztítja és megeszik más mikrobákat. Amikor elfogy az élelmiszer, a sejtek aggregálódnak és kémiai jeleket cserélnek, hogy együttműködő, többsejtű "gyümölcstesteket" hozzanak létre. A sejtek egy része létrehozza a termőtest felépítését, míg más sejteket arra szánják, hogy szívós spórákká váljanak, hogy túléljék a nehéz körülményeket.

Korábban Velicer és Ph.D. kísérletei voltak. Francesca Fiegna diák megmutatta, hogy amikor más Myxococcus A világ minden tájáról izolált törzseket összekeverték, a termelődő spórák száma jelentősen csökkent. Ez azt jelezte, hogy ez a társadalmi baktérium sok társadalmilag konfliktusban lévő típusra vált szét. Michiel Vos, akkor Ph.D. Velicer hallgatója a Max Planck Fejlődésbiológiai Intézetben, Tübingenben, Németországban, arra vállalkozott, hogy megtudja, vajon Myxococcus Az azonos centiméteres talajfoltot megosztó baktériumok még képesek voltak hatékonyan együtt termőtesteket alkotni, vagy ezek a közeli szomszédok már társadalmi konfliktusba keverednek.

A Current Biology tanulmány kísérleti tervének részeként Velicer és Vos párosítottak Myxococcus egymástól mindössze centiméter távolságra vett talajmintákból izolált törzsek, hogy kiderüljön, együttműködően vagy kompetitíven viselkednek-e.

A tudósok azt találták, hogy néhány törzspár, amelyek ugyanazon a talajfolton laknak, és genetikailag szinte azonosak, mindazonáltal eléggé eltávolodtak egymástól ahhoz, hogy gátolják egymás spóraképző képességét.

Általánosságban azonban a tudósok azt találták, hogy a versengés kevésbé intenzív a centiméteres léptékű párosítások között, mint a távolabbi helyekről izolált, távolabbi rokon baktériumok párosításaiban. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a társadalmi eltérések gyorsan fejlődhetnek a populációkon belül, de ezt a különbséget a földrajzi elszigeteltség tovább fokozhatja.

Egy másik kísérletsorozat feltárta, hogy a különböző törzsek aktívan elkerülik egymást az éhezés által kiváltott termőtest kialakulását megelőzően. Velicer és Vos azzal érvelnek, hogy ez a fajta kirekesztés a különböző populációkon belül – ahol a szomszédok közötti társadalmi konfliktusok valószínűsége nagy – arra szolgálhat, hogy az együttműködés előnyeit csak a közeli rokonokhoz irányítsa.

Velicer azt tervezi, hogy kimerítően felkutatja azokat a specifikus genetikai különbségeket, amelyek antagonizmushoz és társadalmi kirekesztéshez vezetnek a közeli rokon törzsek párosításában. "Sok jelölt génünk van" - mondta.

Velicer magyarázata szerint egy hosszú távú cél annak megértése, hogy a társas baktériumok új fajai hogyan fejlődhetnek szimpatikusan, azaz egy szülőfajjal közös földrajzi területen.

"Ha az erős társadalmi összeférhetetlenségek gyorsan fejlődnek, ez hatással van annak megértésére, hogy a kölcsönhatásban lévő törzsek hogyan térnek el hosszú időn keresztül" - mondta Velicer.

A tanulmányt a National Institutes of Health, a Max Planck Társaság, a Deutsche Forschungsgemeinschaft és a Holland Tudományos Kutatási Szervezet (Rubicon támogatás) finanszírozták.

Ha Velicerrel szeretne beszélni, forduljon David Brickerhez, a University Communicaitonshoz a 812-856-9035 telefonszámon vagy a [email protected] telefonszámon. Ha Vos-szal szeretne beszélni, kérjük, írjon e-mailt a [email protected] címre, vagy hívja a 011 31 26 479 12 05 számot (az Egyesült Államokból és Kanadából).

"Társadalmi konfliktus a Myxococcus xanthus baktérium centiméteres és globális méretű populációiban", Current Biology, vol. 19, iss. 20

Jogi nyilatkozat: AAAS és EurekAlert! nem vállalunk felelősséget az EurekAlertben közzétett sajtóközlemények pontosságáért! közreműködő intézményekkel vagy bármilyen információnak az EurekAlert rendszeren keresztül történő felhasználására.


Hozzáférési lehetőségek

Teljes hozzáférés a naplóhoz 1 évre

Minden ár NETTÓ.
Az ÁFA később a pénztárnál kerül hozzáadásra.
Az adószámítás véglegesítése a fizetés során történik.

Korlátozott ideig vagy teljes cikkelérést szerezhet a ReadCube-on.

Minden ár NETTÓ.


Cím: Bakteriális termőtestek egymással összefüggő barlangos szerkezete

A spórákkal teli termőtestek myxobaktériumok általi képződése a baktériumok többsejtű önszerveződésének lenyűgöző esete. A Myxococcus xanthus termőtestekbe szerveződését régóta tanulmányozzák nemcsak a baktériumok kollektív mozgásának fontos példájaként, hanem a fejlődési morfogenezis egyszerűsített modelljeként is. A születő termőtesten belüli sporulációhoz a mozgó sejtek közötti jelzések szükségesek, hogy a rúd alakú önjáró sejtek a megfelelő időben spórákká differenciálódjanak. A myxobaktériumok termőtesteinek háromdimenziós szerkezetének vizsgálata korábban kihívást jelentett a különböző képalkotó módszerek utánzása miatt. Az infravörös optikai koherencia tomográfiát (OCT) alkalmazó új technika a M. xanthus termőtesteinek belső szerkezetének eddig ismeretlen részleteit tárta fel, amelyek egymáshoz kapcsolódó, viszonylag közeli és alacsony spórasűrűségű régiók zsebeiből állnak. Itt, hogy megértsük a kísérletileg megfigyelt szerkezetet, modellezést és számítógépes szimulációkat alkalmaztak egy feltételezett mechanizmus tesztelésére, amely nagy sűrűségű spórazsebeket hozhat létre. A mechanizmus önjáró sejtekből áll, amelyek egymáshoz igazodnak, és végpontok közötti érintkezéssel jelzik a differenciálódási folyamat koordinálását, ami a kísérletben megfigyelt klaszterek mintáját eredményezi. Az új OCT kísérleti technikák integrálása számítási szimulációkkal újabb és újabb betekintést nyújthat abba a mechanizmusba, amely előidézheti a mintázat kialakulását más biológiai rendszerekben, például a dlctyostelidákban, a társadalmi amőbákban, amelyekről ismert, hogy többsejtű aggregátumokat képeznek, amelyeket éhezés körülményei között meztelenül figyeltek meg. « kevesebb


Vita

Számos itt közölt eredmény kvantitatív alapot ad a hullámzó sejtek többsejtű viselkedéséhez. A 7. ábrán az egyes sejtek 3,8 perces megfordítási csúcsa (fél ciklus) a hullámzás során jelen van, de nem előtte. A teljesítményspektrum 7,5 perces csúcsa (6. ábra) csak a hullámzó cellákban van jelen, és ez a periodicitás csak a x irány. Mindkét csúcs ugyanannyi periódusú (hibán belül), mint a 8,2 perces makroszkopikus hullámzás. Így a makroszkopikus hullámzás időlegesen korrelál az egyes sejtek megfordulásával. Sőt, a hullámzó sejtek hajlamosak egymáshoz igazodni, és előre-hátra mozogni a mentén x tengely, amely a makroszkopikus hullámos mozgás tengelye. Ezek a rendezett viselkedések – igazodás, mozgás a x tengely, és periodikus megfordítások – sejtmechanizmust biztosítanak a hullámzáshoz. Mi generálja a hullámzáshoz szükséges időszakos megfordításokat? Más kísérletek kimutatták, hogy a C-jelzés szabályozza a hullámzási viselkedést (7, 8, 12). Végpontok közötti ütközések fordulhatnak elő a hullámzó populációban található egy vonalban lévő és ellentétes mozgó sejtek között. Az ilyen ütközések a nem diffundálható C jelet egyik cellából a másikba továbbítanák, mivel a C jel átviteléhez kimutatták, hogy az egymáshoz igazított cellák (13) mozgatását (10) kell elvégezni. A C szignál fehérje terméke a csgA gén, amely a sejtfelszínhez kapcsolódik. A részben tisztított fehérjéről kimutatták, hogy C-szignál biológiai aktivitással rendelkezik (19).

Fontos, nulla csgA a mutánsok nem képesek hullámozni (7). Ráadásul egyik sem fruA (20), frzCD, sem frzE a mutánsok hullámzást okoznak (12, 20). Ezzel szemben a törlése devT, egy C jeltől függő gén, nem blokkolja a hullámzást (21), mert devT a C-jelátviteli útvonal sporulációs ágában található, eltérve attól az ágtól, amely a sejt mozgását szabályozza. Különleges mutációk a frzCD változtassa meg a megfordítás gyakoriságát a növekvő sejtekben (22), ami azt mutatja, hogy a megfordítások közötti átlagos időintervallum genetikai szabályozás alatt áll. A hullámzáshoz nélkülözhetetlen gének határozzák meg a jelátviteli utat a C jel vételétől a frz a sejtek visszafordításának génszabályozása (8, 23, 24). Egy másik kísérlet azt mutatja, hogy a C jel kulcsfontosságú a hullámzás terjedésében: a C jelben jártas sejtek hígítása olyan C jel hiányos sejtekkel, amelyek még reagálni tudnak a jelre, szabályosan növelte a hullámhosszt. Ez a várakozásoknak megfelelően történik, mivel az ütközések gyakorisága, amelyek mindkét ütköző cellából C jelreakciót eredményeznek, a hígítással arányosan csökkenne (12).

A sejtmozgásnak és a C-jelátvitelnek ezeket a mintáit nemrégiben használta Igoshin et al., a hullámzás teljes kvantitatív modelljének megalkotása (14), amelyet IMO-nak nevezünk Igoshin, Mogilner és Oster esetében. Az IMO főbb jellemzői: (én) a siklás irányának megfordítását a sejten belüli biokémiai ciklus szabályozza (ii) az érintkezés által közvetített C-jelzés a ciklus fázissebességének növekedését idézi elő, ezáltal növeli a megfordulás valószínűségét (iii) fordulat után a sejt a ciklus refrakter fázisába lép, amely átmenetileg érzéketlen az ütközésre és (iv) a C-jelzésre adott válasz nemlineárisan függ a helyi sejtsűrűségtől. Ennek a modellnek a fényében azt javasoljuk, hogy az egyes sejtek kiemelkedő 7,5 perces periódusa (6. és 7. ábra)b) egy teljes megfordítási ciklust tükröz, amelyet a C-jelzés indít el a nagy sűrűségű hullámvölgyben. A fent leírt C-jelhiányos sejtekkel végzett hígítás eredményét az elmélet kvantitatívan megjósolja (14). A 7. ábra a visszafordítások közötti időintervallumok eloszlását mutatja, amely gyorsan nullára esik a bal oldalon, és 40 másodpercnél rövidebb időn belül nincs visszafordulás, ami összhangban van a refrakter periódussal, miután egy cella reagált a C jelre. A hullámzó és előhullámzó cellák megfordítási intervallumainak eloszlásában megfigyelt csúcsok (7. ábra) összhangban vannak a következő modellel. A 2 percnél gyorsabb csúcs mindkét sejttípusban jelen van, de uralja a prerippelési eloszlást. A 2 perces csúcsot a prerippling sejtekben a C-jel által kiváltott megfordulások eredményezik, amelyek véletlenszerű végpontok közötti ütközésekből erednek az összehangolt sejtek között. Ennek periódusa, amelynek meg kell haladnia a ciklus refrakter periódusát, azt az átlagos időt tükrözi, hogy elegendő C jelet halmozzon fel a megfordításhoz. Feltételezzük, hogy a prerippling populáció egyenletes sejtsűrűséggel rendelkezik a x irányba, így a cella ütközésének és a C-jelzés valószínűsége állandó, mivel a cella állandó sebességgel mozog ebben az irányban. Ez a körülmény tükröződik a megfordítási intervallumok előhullámos eloszlásában, amelyből hiányzik a 3,8 perces csúcs, és a 2 perces csúcsról lecsökken a 13 percen túli végekre (7. ábra).a).

A hullámzó populációban az IMO feltevései szerint egy 2 perces csúcs keletkezik azokból a sejtekből, amelyek gerinccel mozognak és megfordulnak, amikor ciklusuk elérte periódusának végét. A 3,8 perces széles csúcs csak a hullámzó cellák eloszlásában szembetűnő, és széles, mert az IMO szerint két mozgásmintát tükröz. Az egyik minta egy cella mozgása az egyik hullámhegyről, amely találkozik egy ellentétesen mozgó címer cellájával, és ütközés után megfordul, ahogyan azt Sager és Kaiser javasolta (12). Mivel mindkét sejt azonos átlagos sebességgel mozog, a periódus fele annak, mint két ugyanabban az irányban mozgó hullám (amit 8,2 percnek észleltünk). A 3,8 perces csúcs magában foglalja a hegygerinc sejtjeit is, amelyek áthaladnak egy mélyedésen, és ciklusuk befejeztével visszafordulnak. Ez a dinamika megmagyarázza azt is, hogy két ütköző gerinc miért nem semmisíti meg egymást. Ehelyett részben visszaverődnek egymásról, részben pedig sejteket cserélnek (14). Ezek a tulajdonságok magyarázatot adhatnak a nettó sejttranszport hiányára is a kétirányú hullámok hullámzó mezőjében. Az IMO-modell azon képessége, hogy egymáson áthaladó cellákból mozgó gerinceket hozzon létre, és megmagyarázza a megfordulási idők eloszlását, azt mutatja, hogy a modellben javasolt viselkedéskészlet elegendő a haladó hullámmintázat létrehozásához. A mozgó hullámok tehát sejtkontaktus jelzéssel és az általa irányított sejtmozgással terjednek, a jelnek nem kell diffundálnia.

A hullámzás hozzájárulhat a termőtestek térközmintázatához. 3. ábraa ábra azt mutatja, hogy a születőben lévő termőtestek körülbelül hullámhossznyi távolságra helyezkednek el egymástól egy süllyesztett agartenyészet széle körül. A kétdimenziós IMO-modell megjósolja azokat a helyeket, ahol a termőtestek a legvalószínűbbek (14). Jelsbak és Søgaard-Andersen kimutatták, hogy a C-jelzés egy másik sejtmozgási mintát is irányít, nevezetesen a sejtek áramlását a születőben lévő termőtestekbe (L. Jelsbak és L. Søgaard-Andersen, személyes kommunikáció), bemutatva a C-jelzések sejtmódosító erejét. mozgalom. A streamelési viselkedés a hullámzást követi, mivel a streamelés magasabb szintű C-jelzést igényel, mint a hullámzás, és a C-jelátvitel intenzitása ebben a fejlesztési időszakban növekszik (8, 11).

Az egyes sejtek viselkedésének a makroszkopikus hullámokkal való összehasonlítása feltárta a hullámzás hátterében álló sejtek viselkedését. Ezeket az adatokat és egyéb megfontolásokat Igoshin felhasználta et al. (14) a hullámzás matematikai modelljének (IMO) megalkotása. Az IMO és a tanulmányból származó mennyiségi adatok magyarázatot adhatnak ezen utazó hullámok szokatlan tulajdonságaira. Az IMO azt mutatja, hogy a megfigyelt sejtviselkedések együttesen elegendőek az utazóhullámok generálásához. A hullámok a sejtkontaktus jelzéseitől és a szervezett sejtmozgástól függenek, nem pedig a szórt jeltől.


Vita

Itt arra törekedtünk, hogy megvilágítsuk az A- és C-jeleket a fejlesztés során összekötő mechanizmust M. xanthus. Adataink azt mutatják, hogy a asgA és asgB A mutánsok a p25-öt WT szinten halmozzák fel, azonban nem képesek felhalmozni a p17 C-szignált. A p17 felhalmozódásának hibája erősen lecsökkentre vezethető vissza popC kifejezés és PopC felhalmozódása a asgA és asgB mutánsok. Mert ez popC expressziós hibáját nem állítja helyre exogén A-jel, arra következtetünk popC expressziója az AsgA és AsgB fehérjéktől függ, de nem az A-jeltől.

Ban ben asgA és asgB mutánsok, amelyekben a PopC akkumulációja helyreáll az ektopiás expressziójával popCD egy asgA- és asgB-független promoter, a PopC szekretálódik, és a p17 C-jel termelése helyreáll, míg az A-szignál nem áll helyre. Ezért arra a következtetésre jutottunk, hogy az AsgA és AsgB fehérjék fontosak a C-jel felhalmozódásában, de az A-jel nem.

Helyreállította a PopC felhalmozódását a asgA és asgB mutánsok megmentik e két mutáns fejlődési rendellenességeit. Az A-szignál-függő riportergén expressziója spi nem áll helyre a PopC helyreállított felhalmozódása a asgA és asgB mutánsok, amelyek arra utalnak, hogy a PopC nem vesz részt az A-jeltermelésben. Ez a megfigyelés azt mutatja, hogy a PopC helyreállított felhalmozódása nem állítja helyre a fejlődést a asgA és asgB mutánsok a legkorábbi ponton, amikor blokkolják a fejlődésüket, de lehetővé teszik a asgA vagy asgB mutánsokat, hogy egy későbbi szakaszban újraindítsák a fejlődést. Más szóval, konstitutív kifejezése popCD megkerüli a követelményt asgA és asgB valamint az A-jel fejlesztésére és formálisan konstitutív kifejezésére popCD bypass szupresszor mutációja közé sorolható asgA és asgB.

A C-jeltől függő kifejezés fmg gének működéséhez a FruA transzkripciós szabályozóra van szükség, amelyet C-jelátvitel aktivál, és az MrpC2 transzkripciós szabályozót. Kifejezése a fmg gének erősen redukálódnak asgA és asgB mutánsok (Kuspa et al., 1986 Kroos és Kaiser, 1987). Helyreállította a PopC felhalmozódását a asgA és asgB mutánsok helyreállítják fmg génexpressziót, bár különböző mértékben, de nem állította helyre az expressziót mrpC és fruA és szintén nem állította helyre e két fehérje felhalmozódását. Ezek az adatok azt állítják, hogy a PopC helyreállított felhalmozódása és az ebből eredő p17 felhalmozódás a FruA aktiváció szintjén hat a C-jelátvitelben, és indukálja fmg génexpresszió. A FruA és az MrpC csökkent szintje a kettőben asg/popCD + törzsek valószínűleg megmagyarázzák, hogy miért a fmg gének nem állnak vissza a WT szintjére. A csökkent expressziója mrpC és fruA ban,-ben asgB a mutánst nem menti meg az exogén A-jel. Így a teljes kifejezéshez AsgB és értelemszerűen AsgA és nem A-jel szükséges mrpC és fruA. Összességében adataink arra utalnak, hogy konstitutív kifejezése popCD helyreállítja a fejlődést asgA és asgB mutánsok a C-jelzés szintjén. Ez viszont a FruA aktiválódását eredményezi a downstream gének expressziójával, és végül a termőtest képződésével és spórázásával.

Mivel a PopC helyreállított felhalmozódása visszaállítja a C-jelzést anélkül, hogy visszaállítaná az A-jelzést a asg/popCD + törzsek és mivel az A-jel nem állítja vissza a kifejezést popC, mrpC és fruA, arra a következtetésre jutunk, hogy az A-jel és a C-jel nem egy hierarchikus, függő lineáris útvonalon fekszik. Az a megfigyelés, hogy asgA és asgB A mutánsok mind az A-, mind a C-szignál-függő génexpresszióban érintettek, ami azzal magyarázható, hogy az AsgA és AsgB fehérjék fontosak mindkét szignál létrehozásához, de A-szignál nem szükséges a C-szignál generálásához. Ezért adataink arra utalnak, hogy az A- és C-jel egymás után, de ok-okozati összefüggés nélkül, azaz egymástól függetlenül hat. Amint megbeszéltük (Jarvik és Botstein, 1973 Hartwell et al., 1974), az egyik mechanizmus, amely szekvenciális, de nem függő kapcsolatot eredményezne az A- és C-jel között, egy olyan időzítési mechanizmus lenne, amely mindkét jelben közös, és amely biztosítja az A-jelzés korai kezdetét és a a C-jelzés késői kezdete. Az A- és C-jeleket az AsgA és AsgB fehérjéktől, valamint a (p)ppGpp szintáz RelA-tól való függésük köti össze, amely éhezés hatására aktiválódik. A RelA szükséges az A-jelek ismeretlen mechanizmus általi felhalmozásához (Harris et al., 1998), valamint az FtsH D-függő PopD degradációra, amely lehetővé teszi a PopC szekréciót ( Konovalova et al., 2012). Azt javasoljuk, hogy a PopC RelA-függő lassú szekréciója hozzájárul egy olyan időzítési mechanizmushoz, amely 6 órás éhezésig késlelteti a C-jelzés megkezdését (8. ábra). Ban ben P. aeruginosa két kvórumérzékelő jel egy függő, hierarchikus útvonalon és in V. harveyi három kvórumérzékelő szignál párhuzamosan szerveződik, és a jelátviteli fehérjék megosztott halmazán konvergál (8. ábra). Az A- és C-jelre itt leírt útvonal topológia tehát egy új architektúrát képvisel a baktériumok sejtközi jelátviteli rendszerei számára, amelyek egynél több intercelluláris jelet tartalmaznak.

Az intercelluláris jelátviteli rendszerek útvonal-topológiája, amelyek egynél több jelet tartalmaznak baktériumokban. A négy diagram a kvórumérzékelő rendszerek útvonal-topológiáját mutatja be P. aeruginosa és V. harveyi valamint az A- és C-jel közötti kapcsolat régi és új modellje M. xanthus. Az intercelluláris jelek narancssárgával jelennek meg.

Microarray elemzések vegetatív sejtjein a asgA és asgB mutánsok nagyszámú gént tártak fel, amelyek megváltozott expressziót mutattak a két mutánsban. Összesen 176 és 171 gént találtak közvetlenül vagy közvetve az AsgA és az AsgB által szabályozottnak, amelyek közül 97 gént érintett hasonlóképpen az AsgA vagy AsgB hiánya. Ezek a megfigyelések alátámasztják azt az elképzelést, hogy az AsgA és az AsgB ugyanabban az úton működnek. Általában a szekréciós rendszerek fehérjéit kódoló gének nem csökkentek jelentősen a kettőben asg mutánsok. Inkább a szekretált fehérjéket kódoló gének, köztük 13 szekretált proteáz, mindkét esetben csökkent expressziós szintet mutattak. asg mutánsok. Mivel az A-jel hőlabilis frakciója legalább két szekretált proteázt tartalmaz, ezek a megfigyelések azt mutatják, hogy az elsődleges hiba asgA és asgB mutánsok az A-szignál generálásában nem a fehérje szekréció szintjén vannak, hanem a génexpresszió szintjén. Más szavakkal, a javasolt csökkent fehérjekiválasztási kapacitás asgA és asgB mutánsokat (Kuspa és Kaiser, 1989) nem szekréciós hiba, hanem inkább a szekretált fehérjéket kódoló gének csökkent expressziója okozza. A szekretált proteázokat kódoló gének csökkentett szinten expresszálódnak a asgA és asgB mutánsok jelöltek az A-szignál proteázok kódolására. A jövőbeni kísérletekben jellemezni fogjuk a szekretált proteázokat, hogy feltárjuk a fejlődésben általában és különösen az A-szignálban betöltött funkciójukat.


A baktériumok teljes sejtes lipidkivonatainak ultra-performance (UP)LC-MS segítségével történő elemzése lehetővé teszi az adott szervezetben jelenlévő lipid molekulafajták átfogó meghatározását. Az adatok alapján következtetéseket vonhatunk le metabolikus potenciáljára, valamint lipidprofilok létrehozására, amelyek megjelenítik a szervezet válaszát a belső és külső körülmények változásaira. Itt leírjuk: én) egy gyors fordított fázisú UPLC-ESI-MS módszer, amely alkalmas egyedi lipidek kimutatására és meghatározására teljes sejt lipidkivonatokból, minden polaritású, a monoacil-glicerofoszfoetanol-aminoktól a TG-kig ii) a vegetatív lipidmolekuláris fajok széles skálájának első áttekintése Myxococcus xanthus DK1622 sejtek iii) relatív összetételük változásai a kiválasztott mutánsokban, amelyek károsodtak az α-hidroxilált FA-k, szfingolipidek és éter-lipidek bioszintézisében, iv) az első jelentés a ceramid-foszfoinozitolokról M. xanthus, egy lipidfaj, amely korábban csak eukariótákban fordult elő.

Rövidítések:

inozitol foszforilceramid szintáz katalitikus alegység

extrahált ionkromatogram

Ezt a munkát részben a Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Emmy Noether programja támogatta.

A cikk online változata (elérhető a http://www.jlr.org címen) kiegészítő adatokat tartalmaz nyolc ábra és két táblázat formájában.


A RelA-függő kétszintű szabályozott proteolízis kaszkád szabályozza az érintkezéstől függő intercelluláris jel szintézisét Myxococcus xanthus

Ökofiziológiai Osztály, Max Planck Földi Mikrobiológiai Intézet, Karl-von-Frisch Str. 10, 35043 Marburg, Németország.

Ökofiziológiai Osztály, Max Planck Földi Mikrobiológiai Intézet, Karl-von-Frisch Str. 10, 35043 Marburg, Németország.

Ökofiziológiai Tanszék, Max Planck Földi Mikrobiológiai Intézet, Karl-von-Frisch Str. 10, 35043 Marburg, Németország.

Ökofiziológiai Osztály, Max Planck Földi Mikrobiológiai Intézet, Karl-von-Frisch Str. 10, 35043 Marburg, Németország.

Ökofiziológiai Osztály, Max Planck Földi Mikrobiológiai Intézet, Karl-von-Frisch Str. 10, 35043 Marburg, Németország.

Ökofiziológiai Tanszék, Max Planck Földi Mikrobiológiai Intézet, Karl-von-Frisch Str. 10, 35043 Marburg, Németország.

Összegzés

A prekurzor fehérjék proteolitikus hasítása az intercelluláris jelek generálására minden sejtben közös mechanizmus. Ban ben Myxococcus xanthus az érintkezéstől függő intercelluláris C-jel egy 17 kDa-os fehérje (p17), amelyet a 25 kDa-os fehérje proteolitikus hasítása hoz létre. csgA fehérje (p25), és nélkülözhetetlen az éhezés okozta termőtest kialakulásához. A p25 a külső membránban, a PopC, a p25-öt hasító proteáz pedig a vegetatív sejtek citoplazmájában halmozódik fel. A PopC az éhezésre válaszul választódik ki, ezért a p25 hasadását az éhező sejtekre korlátozza. Az éhezésre adott válaszként a PopC-szekréció szempontjából kritikus fehérjék azonosítására összpontosítottunk. A PopC-szekréció a (p)ppGpp-szintáz RelA-tól és a sztringens választól függ, és poszttranszlációsan szabályozódik. A PopC-vel egy operonban kódolt PopD oldható komplexet képez a PopC-vel és gátolja a PopC szekréciót, míg az integrált membrán AAA+ proteáz FtsH D szükséges a PopC szekréciójához. Biokémiai és genetikai bizonyítékok arra utalnak, hogy az éhezésre válaszul a RelA aktiválódik, és indukálja a PopD lebomlását, ezáltal felszabadítja az előre kialakult PopC-t szekrécióra, és hogy az FtsH D fontos a PopD lebomlásához. Ezért a szabályozott PopC szekréció a szabályozott proteolízistől függ. Ennek megfelelően a p17 szintézis egy proteolitikus kaszkádtól függ, beleértve a PopD FtsH D-függő lebomlását és a p25 PopC-függő hasítását.


A társadalmi amőbák N-glikómáinak evolúciós sokfélesége támogathatja az interspecifikus autonómiát

A celluláris iszappenész (CSM) amőba több faja átfedő földalatti környezetben található a talajfelszín közelében. A hasonló életmód ellenére az egyes fajok önálló éhezés által kiváltott termőtesteket alkotnak, amelyek spórái képesek megújítani az életciklust. A sejtfelszíni glikokalixhoz kapcsolódó N-glikánokról azt jósolták, hogy hozzájárulnak az interspecifikus elkerüléshez, a kórokozókkal szembeni rezisztenciához és a zsákmánypreferenciához. Öt CSM fajból származó N-glikánokat, amelyek 300-600 millió évvel ezelőtt váltak el egymástól, és amelyek genomját szekvenálták, semleges és savas készletekre frakcionáltuk, és MALDI-TOF-MS-sel profiláltuk. A glikán szerkezeti modelleket kötésspecifikus antitestek, exoglikozidáz emésztések, MALDI-MS/MS és kromatográfiás vizsgálatok segítségével finomították. A Dictyostelium discoideum típusú amőbák mérsékelten vágott, magas mannóztartalmú N-glikánokat expresszálnak, amelyek α3-kapcsolt Fuc maggal változtatva vannak módosítva, és perifériásan 0-2 β-GlcNAc, Fuc, metilfoszfát és/vagy szulfát maradékkal díszítettek, amint azt korábban közöltük. A D. purpureum, a D. fasciculatum, a Polysphondylium pallidum és az Actyostelium subglobosum összehasonlító analízise feltárta, hogy mindegyik a magas mannóztartalmú fajok jellegzetes spektrumát mutatja, mennyiségi eltérésekkel e módosítások mértékében, valamint minőségi különbségekkel, beleértve a Glc visszatartását, a mannóz metilációt és perifériás GlcNAc, fukoziláció vagy szulfatálás hiánya. Az éhezés által kiváltott fejlődés minden fajban módosítja a mintázatot, de az általánosan megfigyelt fokozott mannóz-trimming kivételével az N-glikánok nem konvergálnak egy közös profilhoz. A glikogén repertoárokkal való összefüggések lehetővé teszik a jövőbeni fordított genetikai vizsgálatok számára az N-glikomikus különbségek kiküszöbölését, hogy teszteljék funkcióikat az interspecifikus kapcsolatokban és a kórokozók elkerülésében.

Összeférhetetlenségi nyilatkozat

Ábrák

A társadalmi filogenetika és N-glikánok…

A szociális amőbák filogeneze és N-glikánjai. a . A társadalmi amőbákat besorolják…

Semleges növekedési stádiumú N-glikán glikómok…

A semleges növekedési stádiumú N-glikán-glikómok fajspecifikusak. A pepszinnel emésztett egészből N-glikánok szabadultak fel…

Az amőba glikoproteinek mag α3-fukozilezése…

Az amőba glikoproteinek mag α3-fukozilezése. a . Teljes sejtes CSM kivonatok (növekedés vagy…

Metilezett N-glikánjai Pp .…

Methylated N-glycans of Pp . a . MALDI-TOF-MS analysis of N-glycans from growth…

Developmental regulation of N-glycan expression.…

Developmental regulation of N-glycan expression. N-glycans prepared from slug stage cells of each…

Anionic glycans. Growth stage cells:…

Anionic glycans. Growth stage cells: left panels slug stage cells: right panels. N-glycans…

Quantitation of neutral and anionic…

Quantitation of neutral and anionic N-glycan classes from growing (left column: a, c,…


Anyagok és metódusok

Culturing and Genomic DNA Isolation

Actively growing plate cultures of S. amylolyticus was procured from Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ) as strain number DSM 53668 T [NOSO-4 T ]. Sandaracinus amylolyticus DSM 53668 T was grown aerobically on CY agar plate culture (DSM Medium: 67, as prescribed by DSMZ culture collection) at 28� ଌ for a minimum of 5 days. The culture was yellow-orange in color attributed to the presence of carotenoids (Mohr et al. 2012). DNA for sequencing was obtained using both the Zymogen Research Bacterial/fungal DNA isolation kit and Phenol𠄼hloroform–Isoamyl Alcohol-based manual method. The quantity and quality of the extraction were checked by gel electrophoresis along with Nanodrop method and followed by Qubit quantification.

Genom szekvenálás, összeállítás és megjegyzések

Sandaracinus amylolyticus was sequenced on four single molecule real-time (SMRT) cells using P6 polymerase and C4 chemistry (P6C4) on a Pacific Biosciences RSII instrument at McGill University and Genome Quebec Innovation Center, Montrບl (Qu󩯬), Canada. DNA sample was sheared and concentrated using AMPure magnetic beads and treated by ExoVII to remove single stranded ends. SMRTbell long libraries were constructed with 10 µg whole genomic DNA using “Procedure and Checklist� kb Template Preparation Using BluePippin TM Size Selection System protocol” (http://www.pacb.com/wp-content/uploads/2015/09/Shared-Protocol-20-kb-Template-Preparation-Using-BluePippin-Size-Selection-System-15-kb-Size-Cutoff.pdf, last accessed July 5, 2016). Blunt ligation reactions were prepared, and SMRTbell templates were purified using AMPure magnetic beads. BluePippin TM size selection was performed to retain long reads (㸠,000) for sequencing. The size-selected SMRTbell templates were annealed and then loaded onto four SMRT cells and sequenced using P6C4 chemistry with 180-min movie times. Sequencing yielded a total of 241,674 reads with a mean read length of 4.67 kb, totaling 1,129,177,817 bp (�× coverage). De novo assembly was carried out using the hierarchical genome assembly process (HGAP) protocol in SMRT Analysis v2.0, including consensus polishing with Quiver (Chin et al. 2013). Since the BluePippin TM Size Selection (㸠,000) protocol filters out small DNA fragments such as plasmids, Illumina paired-end (PE) data were also obtained using the Illumina HiSeq1000 sequencing platform at the C-CAMP, Bangalore, India. Sequencing resulted in 13,103,763 PE reads (insert size: 350 bp and read length: 101 bp) out of which 11,663,870 PE reads were selected after quality filtering [PHRED quality score: 20 minimum read length: 70] using NGSQC Toolkit v2.2.3 (Patel and Jain 2012). To trace the presence of any plasmid, the filtered Illumina reads were mapped using CLCbio wb8.0 (www.clcbio.com, last accessed July 8, 2016) to the bacterial plasmid database (http://www.ebi.ac.uk/genomes/plasmid.html, last accessed July 8, 2016).

Gene prediction and functional annotation were performed by Rapid Annotation using Subsystem Technology (RAST) (Aziz et al. 2008). RNAmmer 1.2 (Lagesen et al. 2007) and tRNAscan-SE-1.23 (Lowe and Eddy 1997) were used to predict rRNA and tRNA genes, respectively.

Phylogenetic Analysis, Genome-Genome Distance, and Average Nucleotide Identity

16S rRNA genes from various strains of suborder Sorangiineae along with neighboring families were extracted from the National Centre for Biotechnology Information (NCBI), and were aligned using ClustalW module of BIOEDIT sequence alignment tool (version 7.1.3.0 Hall 1999). The resulting alignment was used as an input in Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) v6.06 (Tamura et al. 2013) to generate a maximum likelihood (ML) tree [model: Tamura 3-param bootstrap: 100]. Initial tree(s) for the heuristic search were obtained by applying the Neighbor-Joining method to a matrix of pairwise distances estimated using the Maximum Composite Likelihood approach. In silico DNA-DNA hybridization (DDH) values among the members of suborder Sorangiineae and other species members of order Myxococcales were calculated using Genome-To-Genome Distance Calculator (GGDC) server (Auch et al. 2010). Average Nucleotide Identity (ANI) matrix was also generated among the genomes studied (Richter and Rossello-Mora 2009).

Genome and Proteome Analysis

Sandaracinus amylolyticus proteome was subjected to hmmscan (Eddy 2011) against Hidden Markov Model (HMM) profiles of Carbohydrate-Active enZYmes (CAZY) database (dbCAN HMMs 3.0 Yin et al. 2012Lombard et al. 2014). The functional domains and other known sequence motifs involved in starch, cellulose, chitin, and agar degradation were retrieved on the basis of EC number for each enzyme category. Also, the proteins of S. amylolyticus were mapped against the CAZY protein database using Basic-Local Alignment Search Tool (BLASTp) (E-value cutoff of 1e 𢄥 minimum query coverage of 50% and minimum percent identity of 35%) (Altschul et al. 1990). NCBI BLAST + (v 2.2.26+) and nonredundant protein (NR) database downloaded on September 6, 2014 was used throughout the study. Clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR) elements and insertion elements were identified using CRISPRfinder (Grissa et al. 2007) and ISfinder (Siguier et al. 2006), respectively.

Sandaracinus amylolyticus Amilázok

The α-amylases and γ-amylases from S. amylolyticus were subjected to the BLASTp against amylase sequences from the CAZY database (clustered at 70% sequence identity) and top hits were retrieved. The amylases from S. amylolyticus were cut into the domains and were aligned using MUltiple Sequence Comparison by Log-Expectation (MUSCLE) (Edgar 2004) incorporated in MEGA v6.06. Further the evolutionary tree was generated by ML method [model: Jones, Taylor, and Thorton bootstrap: 100] using MEGA v6.06. Initial tree(s) for the heuristic search were obtained by applying the Maximum Parsimony method to a matrix of pairwise distances estimated using the Maximum Composite Likelihood approach. Further, the S. amylolyticus GH13 amylases along with the closely related members of each phylogenetic clade were aligned using PROfile Multiple Alignment with predicted Local Structures and 3D constraints (PROMALS3D) with Taka-Amylase A of Aspergillus oryzae [2TAA] (Matsuura et al. 1984) as a structural template (Pei et al. 2008).


I am grateful to Dr Hans Warrick of Stanford University for producing time-lapse movies of M. xanthus swarms in which the behavior of individual cells, multi-cellular rafts and multi-layered mounds could be tracked. In addition, I thank Dr Marianne Powell and Dr Hans Warrick of Stanford University for their critical reading of the manuscript.

Aldea, M. R., Kumar, K., and Golden, J. W. (2008). “Heterocyst development and pattern formation,” in Chemical Communication Among Bacteria, eds S. C. Winans and B. L. Bassler (Washington, DC: ASM Press), 75�.

Auchtung, J., and Grossman, A. D. (2008). 𠇎xtracellular peptide signaling and quorum responses in development, self-recognition, and horizontal gene transfer in Bacillus subtilis,” in Chemical Communication Among Bacteria, eds S. C. Winans and B. L. Bassler (Washington, DC: ASM Press), 13�.

Bhat, S., Zhu, X., Patel, R., Orlando, R., and Shimkets, L. (2011). Identification and localization of Myxococcus xanthus porins and lipoproteins. PLoS ONE 6:e27475 doi: 10.1371/journal.pone.0027475

Giglio, K., Caberoy, N. B., Suen, G., Kaiser, D., and Garza, A. G. (2011). A cascade of coregulating enhancer binding proteins initiates and propagates a multicellular developmental program. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, E431�. doi: 10.1073/pnas.1105876108

Goldman, B. S., Nierman, W. C., Kaiser, D., Slater, S. C., Durkin, A. S., Eisen, J. A., et al. (2006). Evolution of sensory complexity recorded in a myxobacterial genome. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103, 15200�. doi: 10.1073/pnas.0607335103

Gronewold, T. M. A., and Kaiser, D. (2001). The act operon controls the level and time of C-signal production for M. xanthus fejlődés. Mol. Microbiol. 40, 744�. doi: 10.1046/j.1365-2958.2001.02428.x

Gronewold, T. M. A., and Kaiser D. (2002). act operon control of developmental gene expression in Myxococcus xanthus. J. Bacteriol. 184, 1172�. doi: 10.1128/jb.184.4.1172-1179.2002

Hagen, D. C., Bretscher, A. P., and Kaiser, D. (1978). Synergism between morphogenetic mutants of Myxococcus xanthus. Dev. Biol. 64, 284�. doi: 10.1016/0012-1606(78)90079-9

Hammer, B., and Bassler, B. L. (2008). “Signal integration in the Vibrio harveyi és Vibrio cholerae quorum-sensing circuits,” in Chemical Communication Among Bacteria, eds S. C. Winans and B. L. Bassler (Washington, DC: ASM Press), 323�.

Hodgkin, J. and Kaiser D. (1977). Cell-to-cell stimulation of movement in nonmotile mutants of Myxococcus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74, 2938�. doi: 10.1073/pnas.74.7.2938

Hodgkin, J., and Kaiser, D. (1979). Genetics of gliding motility in M. xanthus (Myxobacterales): two gene systems control movement. Mol. Genet tábornok. 171, 177�. doi: 10.1007/BF00270004

Jennings, H. S. (1976). Behavior of the Lower Organisms. Bloomington, IN: Indiana University Press, 366.

Julien, B., Kaiser A. D., and Garza, A. (2000). Spatial control of cell differentiation in Myxococcus xanthus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 9098�. doi: 10.1073/pnas.97.16.9098

Kaiser, D. (2003). Coupling cell movement to multicellular development in myxobacteria. Nat. Rev. Microbiol. 1, 45�. doi: 10.1038/nrmicro733

Kaiser, D., and Warrick, H. (2011). M. xanthus swarms are driven by growth and regulated by a pacemaker. J. Bacteriol. 193, 5898�. doi: 10.1128/JB.00168-11

Kim, S. K., and Kaiser, D. (1990a). C-factor: a cell-cell signalling protein required for fruiting body morphogenesis of M. xanthus. Sejt 61, 19�. doi: 10.1016/0092-8674(90)90211-V

Kim, S. K, and Kaiser, D. (1990b). Cell alignment required in differentiation of Myxococcus xanthus. Tudomány 249, 926�. doi: 10.1126/science.2118274

Kim, S. K, and Kaiser, D. (1990c). Cell motility is required for the transmission of C- factor, an intercellular signal that coordinates fruiting body morphogenesis of Myxococcus xanthus. Genes Dev. 4, 896�. doi: 10.1101/gad.4.6.896

Kim, S. K, and Kaiser, D. (1990d). Purification and properties of Myxococcus xanthus C-factor, an intercellular signaling protein. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 3635�. doi: 10.1073/pnas.87.10.3635

Kimsey, H. H., and Kaiser, D. (1991). Targeted disruption of the Myxococcus xanthus orotidine 5 ′ -monophosphate decarboxylase gene: effects on growth and fruiting- body development. J. Bacteriol. 173, 6790�.

Kroos, L., Hartzell, P., Stephens, K., Kim, S. K., and Kaiser, D. (1988). A link between cell movement and gene expression argues that motility is required for cell-cell signalling during fruiting body development. Genes Dev. 2, 1677�. doi: 10.1101/gad.2.12a.1677

Kroos, L., and Kaiser, D. (1987). Expression of many developmentally regulated genes in Myxococcus depends on a sequence of cell interactions. Genes Dev. 1, 840�. doi: 10.1101/gad.1.8.840

Kruse, T., Lobendanz, S., Bertheleson, N. M. S., and Søgaard-Andersen, L. (2001). C-signal: a cell surface-associated morphogen that induces and coordinates multicellular fruiting body morphogenesis and sporulation in M. xanthus. Mol. Microbiol. 40, 156�. doi: 10.1046/j.1365-2958.2001.02365.x

Kuspa, A., Plamann, L., and Kaiser, D. (1992). A-signalling and the cell density requirement for Myxococcus xanthus fejlődés. J. Bacteriol. 174, 7360�.

LaRossa, R., Kuner, J., Hagen, D., Manoil, C., and Kaiser, D. (1983). Developmental cell interactions in Myxococcus: analysis of mutants. J. Bacteriol. 153, 1394�.

Luciano, J., Agrebi, R., Le Gall, A., Wartel, M., Fiegna, F., Ducret, A., et al. (2011). Emergence and modular evolution of a novel motility machinery in bacteria. PLoS Genet. 7:e1002268. doi: 10.1371/journal.pgen.1002268

Manoil, C., and Kaiser, D. (1980). Accumulation of guanosine tetraphosphate and guanosine pentaphosphate in Myxococcus xanthus during starvation and myxospore formation. J. Bacteriol. 141, 297�.

Mignot, T., Merlie, J. P., and Zusman, D. (2005). Regulated pole-to-pole oscillations of a bacterial gliding motility protein. Tudomány 310, 855�. doi: 10.1126/science.1119052

Mignot, T., Shaevitz, J., Hartzell, P., and Zusman, D. (2007). Evidence that focal adhesion complexes power bacterial gliding motility. Tudomány 315, 853�. doi: 10.1126/science.1137223

Nan, B., Mauriello, E., Sun, I.-H., Wong, A., and Zusman, D. (2010). A multi-protein complex from Myxococcus xanthus required for bacterial gliding motility. Mol. Microbiol. 76, 1539�. doi: 10.1111/j.1365-2958.2010.07184.x

Nudleman, E., Wall, D., and Kaiser, D. (2005). Cell-to-cell transfer of bacterial outer-membrane lipoproteins. Tudomány 309, 125�. doi: 10.1126/science.1112440

Pathak, D., and Wall, D. (2012). Identification of the cglC, cglD, cglE, and cglF genes and their role in cell contact-dependent gliding motility in Myxococcus xanthus. J. Bacteriol. 194, 1940�. doi: 10.1128/JB.00055-12

Pathak, D., Wei, X., Bucuvalas, A., Haft, D., Gerloff, D., and Wall, D. (2012). Cell contact-dependent outer membrane exchange in myxobacteria: genetic determinants and mechanism. PLoS Genet. 8: e1002626. doi: 10.1371/journal.pgen.1002626

Plamann, L., Kuspa, A., and Kaiser, D. (1992). Proteins that rescue A-signal-defective mutants of Myxococcus xanthus. J. Bacteriol. 174, 3311�.

Rodriguez-Soto, J. P., and Kaiser, D. (1997a). Identification and localization of the tgl protein, which is required for Myxococcus xanthus social motility. J. Bacteriol. 179, 4372�.

Rodriguez-Soto, J. P., and Kaiser, D. (1997b). The tgl gene: social motility and stimulation in Myxococcus xanthus. J. Bacteriol. 179, 4361�.

Sarwar, Z., and Garza, A. G. (2012). The Nla28S/Nla28 two-component signal transduction system regulates sporulation in Myxococcus xanthus. J. Bacteriol. 194, 4698�. doi: 10.1128/JB.00225-12

Shimkets, L., and Woese, C. R. (1992). A phylogenetic analysis of the myxobacteria: basis for their classification. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89, 9459�. doi: 10.1073/pnas.89.20.9459

Singer, M., and Kaiser, D. (1995). Ectopic production of guanosine pent-and tetraphosphate can initiate early developmental gene expression in Myxococcus xanthus. Genes Dev. 9, 1633 �. doi: 10.1101/gad.9.13.1633

Søgaard-Andersen L. (2008). 𠇌ontact-dependent signaling in Myxococcus xanthus: the function of the C-signal in fruiting body morphogenesis,” in Myxobacteria Multicellularity and Differentiation szerk. D. E. Whitworth (Washington, DC: ASM Press), 77�.

Tzeng, L.-F., and Singer, M. (2005). DNA replication during sporulation in Myxococcus xanthus fruiting bodies. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 14428�. doi: 10.1073/pnas.0506969102

Vale, R. D., and Milligan, R. A. (2000). The way things move: looking under the hood of molecular motor proteins. Tudomány 288, 88�. doi: 10.1126/science.288.5463.88

Keywords : bacterial swarm, cell Polarity, gliding motility, reversal of direction, timer for reversals, rafts of cells, multicellular mounds

Citation: Kaiser D (2013) Are Myxobacteria intelligent? Elülső. Microbiol. 4:335. doi: 10.3389/fmicb.2013.00335

Received: 03 July 2013 Accepted: 23 October 2013
Published online: 12 November 2013.

Kevin Bradley Clark, Veterans Affairs Greater Los Angeles Healthcare System, USA

Pamela Christine Lyon, University of South Australia, Australia
Lawrence Joseph Shimkets, University of Georgia, USA

Copyright © 2013 Kaiser. Ez egy nyílt hozzáférésű cikk, amelyet a Creative Commons Attribution License (CC BY) feltételei szerint terjesztenek. A felhasználás, terjesztés vagy más fórumokon történő sokszorosítás megengedett, feltéve, hogy az eredeti szerző(k) vagy licencadó nevéhez fűződik, és az ebben a folyóiratban megjelent eredeti publikációra hivatkoznak, az elfogadott tudományos gyakorlatnak megfelelően. Tilos a jelen feltételeknek nem megfelelő felhasználás, terjesztés vagy sokszorosítás.


Nézd meg a videót: A gombák és a zuzmók (Augusztus 2022).