Rph1 and Gisl are damage-responsive repressors involved in PHR1 expression. They have two $C_{2}$H/ sub 2/ zinc finger motifs as putative DNA binding domains and N-terminal conserved domain with unknown function. They are also found in the human retinoblastoma binding protein 2 and the mouse jumonji- encoded protein. The repressors are able to bind to A $G_{4}$ sequence within a 39-bp sequence called upstream repressing sequence of PHR1 promoter (UR $S_{PHR1}$) responsible for the damage-response of PHR1. We report here that Rph1 is predominantly localized in the nucleus as examined by fluorescence microscopic analysis with GFP-Rph1 fusion protein. On the basis of the fact that the A $G_{4}$ sequence that is recognized by Rph1 and Gisl is also recognized by Msn2 and Msn4 in a process of stress response, we a1so tried to examine the in vivo function of A $G_{4}$ and the role of Msn2 and Msn4 in PHR1 expression. Our results demonstrate that Msn2 and Msn4 are actually required for the basal transcription of PHR1 expression but not for its damage induction. When A $G_{4}$ sequence was inserted into the minimal promoter of the cyc1-LacZ reporter, the increased LacZ expression was observed indicating its involvement in transcriptional activation. The data suggest that the A $G_{4}$ is primarily required for basal transcriptional activation of PHR1 or CYC1 promoter through the possible involvement of Msn2 and Msn4. However, since the A $G_{4}$ is also involved in the repression of PHR1 via Rphl and Gisl, it is proposed that A $G_{4}$ functions as either URS or upstream activating sequence (UAS) depending on the promoter context.t.
The effects of two natural polyamines (putrescine and spermidine) on the synthesis of ArcA, a response regulator of the Arc two-component signal transduction system, were studied using an E. coli mutant deficient in polyamine biosynthesis. Endogenous polyamine deficiency of the mutant resulted in marked reduction in the ArcA level determined by Western blot analysis. Putrescine supplement to the growth medium effectively increased the ArcA level of the mutant in a concentration-dependent manner. Spermidine also stimulated the ArcA level in the mutant to a greater degree than putrescine. Expression of arcA'::lacZ operon fusion in the mutant was stimulated 6-fold and 10-fold by putrescine and spermidine at a 1mM concentration, respectively, indicating that the stimulatory effect of the polyamines on ArcA synthesis is due to transcriptional induction, and that spermidine is a more potent arcA inducer than putrescine. The polyamine-dependent arcA'::lacZ induction was growth-phase-dependent and independent of either arcA or fnr which are two regulators involved in anaerobic stimulation of the Arch level. These results suggested that putrescine and spermidine polyamines may be potential intracellular signal molecules in the control of arcA expression, and thereby may play an important role in cellular metabolism.
The filamentous cyanobacterium Anabaena is capable of both photosynthesis and nitrogen fixation which probably facilitated its incredible adaptation and proliferation in freshwater environments. A small gene, patS, was found to block nitrogen fixing cells from developing which resulted in death of Anabaena in the absence of combined nitrogen sources. We analyzed the DNA sequences in the vicinity of the patS gene by using a codon usage program and detected no codon bias other than the patS open reading frame. Three overlapping cosmids that contain the patS gene were identified, and the presence of other known heterocyst-controlling genes was examined. The patS expression in response to nitrogen starvation was analyzed at the level of transcription and translation by using Northern blot analyses and lacZ-reporter-gene fusion experiments, respectively. The patS expression increased rapidly (within 12 hours) upon the removal of combined nitrogen from the media.
Kim Hong-Gyum;Kim Byung-Chul;Kim Kyunghoon;Park Eun-Hee;Lim Chang-Jin
Journal of Microbiology
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v.42
no.4
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pp.353-356
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2004
In a previous study, a gst gene was isolated from the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. This gene was dubbed gstI, and was characterized using the gstI -lacZ fusion plasmid pYSH2000. In this work, four additional fusion plasmids, pYSHSDl, pYSHSD2, pYSHSD3 and pYSHSD4, were constructed, in order to carry (respectively) 770, 551, 358 and 151 bp upstream regions from the translational initiation point. The sequence responsible for induction by aluminum, mercury and hydrogen peroxide was located in the range between -1,088 and -770 bp upstream of the S. pombe gstI gene. The same region was identified to contain the nucleotide sequence responsible for regulation by Papl, and has one putative Papl binding site, TTACGTAT, located in the range between $-954\~-947$ bp upstream of the gstI gene. Negatively acting sequences are located between -1,088 and -151 bp. These findings imply that the Papl protein is involved in basal and inducible transcription of the gstI gene in the fission yeast S. pombe.
In vivo expression technology (IVET) has been developed to study bacterial gene expression in Salmonella typhimurium during host infection. The expression of selected genes by IVET has been elevated in vivo but not in vitro. The selected genes turned out to be important for bacterial virulence and/or pathogenicity. IVET depends on a synthetic operon with a promoterless transcriptional fusion between a selection marker gene and a reporter gene. The IVET approach has been successfully adapted in other bacterial pathogens and plant-associated bacteria using different selection markers. Pseudomonas putida suppresses citrus root rot caused by Phytophthora parasitica and enhances citrus seedling growth. The WET strategy was adapted based on a transcriptional fusion, pyrBC'-lacZ, in P. putida to study the bacterial traits important far biocontrol activities. Several genes appeared to be induced on P. parasitica hyphae and were found to be related with metabolism and regulation of gene expression. It is likely that the biocontrol strain took a metabolic advantage from the plant pathogenic fungus and then suppressed citrus root rot effectively. The result was parallel with those from the adaptation of IVET in P. fluorescens, a plant growth promoting rhizobacteria (PGPR). Interestingly, genes encoding components for type III secretion system have been identified as rhizosphere-induced genes in the PGPR strain. The type III secretion system may play a certain role during interaction with its counterpart plants. Application of IVET has been demonstrated in a wide range of bacteria. It is an important strategy to genetically understand complicated bacterial traits in the environment.
The promoter region of pyrC (dihydroorotase) gene of Escherichia coli was shown to have Fur protein binding properties by gel retardation assay. In vivo regulation of the pyrC expression was studied by measuring dihydroorotase activity and ${\beta}$-galactosidase level in the $fur^+$ and $fur^-$ genetic background. The expression of chromosomal dihydroorotase activity and ${\beta}$-galactosidase activity of pyrC-lacZ fusion plasmid was repressed to about 30% and 17%, respectively in the $fur^+$ strain compared to those in the $fur^-$ strain. Divalent ions such as $Fe^{2+}$ and $Zn^{2+}$ were not required for the repression. PyrC expression was also reduced to one half by 1 mM uracil. The effect of uracil was independent on the fur gene.
Genotoxicity/mutagenicity of organic chemicals in industrial wastewater was investigated using umu-test with a Salmonella typhimurium TA1535 strain. The tester strain was derived by introducing plasmid pSK 1002, which carried a umu C - lac Z fusion gene into S typhimurium TA1535, and tester strain in the presence microsomal activation proved to be the more sensitive maker of genotoxicity. Genotoxic responses were observed in concentrated with a blue-rayon column, from 14 plants tested. The results were as follow; 1. Genotoxic responses were observed in concentrated from nine plants(64.3%) tested. 2. The results show that genotoxic activity was particulary high in the untreated wastewaters and decreased in the treated wastewaters(35.7%) 3. No significant correlation was found between genotoxicity and water ollution indicators, such as COD and BOD.
Polyphosphate (polyP) plays diverse physiological functions in prokaryotes and eukaryotes, but most of their detailed mechanisms are still obscure. Here, we show that deletion of polyphosphate kinase (PPK), the principal enzyme responsible for synthesis of polyP, resulted in augmented expression of cAMP receptor protein (CRP) and rpoS and lowered $H_2O_2$ sensitivity in Salmonella Typhimurium ATCC14028. The binding of cAMP-CRP complex to rpoS promoter and further stimulation of its transcription were proved through electrophoretic mobility shift assay, lacZ fusion, and exogenous cAMP addition, respectively. The rpoS expression increased in cpdA (cAMP phosphodiesterase coding gene) mutant, further suggesting that cAMP-CRP upregulated rpoS expression. These results demonstrate that PPK affects oxidative stress response by modulating crp and rpoS expression in S. Typhimurium.
Proceedings of the Korean Biophysical Society Conference
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2001.06a
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pp.64-64
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2001
Escherichia coli has developed soxRS regulon to defend against toxicity of superoxide radical. SoxR, superoxide sensor, is oxidized by superoxide-generating agents or nitric oxide and oxidized SoxR activates the transcription of soxS gene. In order to find out the trans-acting factors regulating SoxR activity in vivo, soxS::lacZ single copy operon fusion construct was prepared and random Tn10 insertional mutatons were performed.(omitted)
Kim, Young-Chan;Lee, Sun;Lee, Kyung-Mi;Im, Sung-Young;Park, Yong-Geun;Baek, Hyung-Seok;Park, Kyung-Ryang;Lee, In-Soo
Journal of Life Science
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v.9
no.2
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pp.169-175
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1999
Salmonella typhimurium can encounter a wide variety of environments during its life cycle. In nature, S. typhimurium can experience and survive dramatic acid stresses that occur in diverse ecological niches ranging from pond water to phagolysosomes. These survival mechanism is aquired by the Acid Tolerance Response(ATR) in Salmonella. The ATR of S. typhimurium is a complex inducible phenomenon in which exposures to slight or moderate low pH will produce a stress response capable of protecting the organism against more severe acid challenges. ATR in Salmonella has two different systems that are called RpoS dependent and independent. We found that ATR in anaerobic was showed RpoS independent because rpoS$\Omega$AP had ATR as S. typhimurium UK1. Using the P22 MudJ(Km, lacZ) operon fusion technique and a lethal selection procedure combining low pH(pH4.5) and sodium acetate(10mM, pH4.5), we isolated LF487 aatA::MudJ which showed acid sensitive in anaerobic condition. aatA locus was determined at 12 min on Salmonella Genetic Map. The survival rate of aatA mutant was showed significantly diminished at pH4.3 than virulent wild type Salmonella in anaerobic condition(5% $CO_2$, 5% H$_2$, 90% $N_2$). Therefore isolated gene was confirmed important gene for anaerobic ATR system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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