ГЕНЕТИЧНА ТЕСТЕРНА СИСТЕМА ДЛЯ ВИВЧЕННЯ МІСТРАНСЛЯЦІЇ ЛЕЙЦИНОВОГО КОДОНУ UUA В STREPTOMYCES
Анотація
Серед усіх кодонів TTA є найрідкіснішим для ГЦ-багатих геномів стрептоміцетів. Цей кодон характерний для генів, що не є важливими для виживання, зокрема, задіяних у морфологічній диференціації чи вторинному метаболізмі. Затримана в часі (з досі не з’ясованих причин) – порівняно з іншими кодонами – трансляція ТТА кодону обмежує антибіотичну продукцію та формування спор до певного періоду життєвого циклу стрептоміцетів, найчастіше до стаціонарної фази розвитку культури. Під час синтезу білка кодон ТТА декодується лише однією тРНКLeuUАА, також відомою як продукт гена bldA. Разом кодон ТТА і тРНК, що його декодує, формують специфічний регуляторний «перемикач», скоординоване функціонування якого є необхідним для нормального перебігу життєвого циклу та біосинтезу низки антибіотиків. Цікаво, що деякі ТТА-вмісні гени експресуються (фенотипово) у делеційних bldA-мутантів. Зазвичай у таких випадках припускають містрансляцію UUА кодонів, хоча доказів цього не вистачає. У цій роботі ми використали нещодавно сконструйованого bldA-мутанта Streptomyces albus J1074 та репортерний ген β-галактозидази для створення генетичної системи вивчення містрансляції. Ми описуємо перші експерименти, що демонструють функціонування розробленої аналітичної системи.
Повний текст:
PDF (English)Посилання
Bilyk B., Luzhetskyy A. Unusual site-specific DNA integration into the highly active pseudo-attB of the Streptomyces albus J1074 genome // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2014. Vol. 98. P. 5095–104. https://doi.org/10.1007/s00253-014-5605-y
den Hengst C., Tran N., Bibb M. et al. Genes essential for morphological development and antibiotic production in Streptomyces coelicolor are targets of BldD during vegetative growth // Mol. Microbiol. 2010. Vol. 78. P. 361–79. https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.2010.07338.x
Drummond D., Wilke C. The evolutionary consequences of erroneous protein synthesis // Nat. Rev. Genet. 2009. Vol. 10. P. 715–24. https://doi.org/10.1038/nrg2662
Higo A., Horinouchi S., Ohnishi Y. Strict regulation of morphological differentiation and secondary metabolism by a positive feedback loop between two global regulators AdpA and BldA in Streptomyces griseus // Mol. Microbiol. 2011. Vol. 81. P. 1607–22.
https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.2011.07795.x
Hopwood D. Genetic analysis and genome structure in Streptomyces coelicolor // Bacteriological Reviews. 1967. Vol. 31. P. 373–403.
Horbal L., Luzhetskyy A. Dual control system – A novel scaffolding architecture of an inducible regulatory device for the precise regulation of gene expression // Metabolic Engineering. 2016. Vol. 37. P. 11–23.
https://doi.org/10.1016/j.ymben.2016.03.008
Kieser T., Bibb M., Buttner M. et al. Practical Streptomyces genetics. Norwich: John Innes Foundation. 2000. 634 p.
Koshla O., Lopatniuk M., Rokytskyy I. et al. Properties of Streptomyces albus J1074 mutant deficient in tRNA(Leu)(UAA) gene bldA // Arch. Microbiol. 2017. Vol. 199. P. 1175–83.
https://doi.org/10.1007/s00203-017-1389-7
Lawlor E., Baylis H., Chater K. Pleiotropic morphological and antibiotic deficiencies result from mutations in a gene encoding a tRNA-like product in Streptomyces coelicolor A3(2) // Genes Dev. 1987. Vol. 1. P. 1305–10.
https://doi.org/10.1101/gad.1.10.1305
Makitrynskyy R., Ostash B., Tsypik O. et al. Pleiotropic regulatory genes bldA, adpA and absB are implicated in production of phosphoglycolipid antibiotic moenomycin // Open Biology. 2013. Vol. 3. 130121.
https://doi.org/10.1098/rsob.130121
Merrick M. A morphological and genetic mapping study of bald colony mutants of Streptomyces coelicolor // J. Gen. Microbiol. 1976. Vol. 96. P. 299–315.
https://doi.org/10.1099/00221287-96-2-299
Myronovskyi M., Welle E., Fedorenko V., Luzhetskyy A. β-Glucuronidase as a sensitive and versatile reporter in actinomycetes // Appl. Environ. Microbiol. 2011. Vol. 77. P. 5370–83.
https://doi.org/10.1128/AEM.00434-11
Piret J., Chater K. Phage-mediated cloning of bldA, a region involved in Streptomyces coelicolor morphological development, and its analysis by genetic complementation // J. Bacteriol. 1985. Vol. 163. P. 965–72.
Rebets Y., Ostash B., Fukuhara M. et al. Expression of the regulatory protein LndI for landomycin E production in Streptomyces globisporus 1912 is controlled by the availability of tRNA for the rare UUA codon // FEMS Microbiol. Lett. 2006. Vol. 256. P. 30–7.
https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2005.00087.x
Rokytskyy I., Koshla O., Fedorenko V., Ostash B. Decoding options and accuracy of translation of developmentally regulated UUA codon in Streptomyces: bioinformatic analysis // SpringerPlus. 2016. Vol. 5. P. 982.
https://doi.org/10.1186/s40064-016-2683-6
Sambrook J., Russell D. W. Molecular cloning: a laboratory manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory. 2001. 450 p.
Takano E., Tao M., Long F. et al. A rare leucine codon in adpA is implicated in the morphological defect of bldA mutants of Streptomyces coelicolor // Mol. Microbiol. 2003. Vol. 50. P. 475–86.
https://doi.org/10.1046/j.1365-2958.2003.03728.x
Trepanier N., Jensen S., Alexander D., Leskiw B. The positive activator of cephamycin C and clavulanic acid production in Streptomyces clavuligerus is mistranslated in a bldA mutant // Microbiol. 2002. Vol. 148. P. 643–56.
https://doi.org/10.1099/00221287-148-3-643
White J., Bibb M. bldA dependence of undecylprodigiosin production in Streptomyces coelicolor A3(2) involves a pathway-specific regulatory cascade // J. Bacteriol. 1997. Vol. 179. P. 627–33.
https://doi.org/10.1128/jb.179.3.627-633.1997
Zaburannyy N., Ostash B., Fedorenko V. TTA Lynx: a web-based service for analysis of actinomycete genes containing rare TTA codon // Bioinformatics. 2009. Vol. 25. P. 2432–3.
https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btp402
DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vlubs.2018.77.08
Посилання
- Поки немає зовнішніх посилань.
