Publication fee: 'Atypical transcriptional regulation and role of a new toxin-antitoxin-like module and its effect on the lipid composition of Bradyrhizobium japonicum”
'Atypical transcriptional regulation and role of a new toxin-antitoxin-like module and its effect on the lipid composition of Bradyrhizobium japonicum” című tudományos cikk publikációs költsége
Title in English
Publication fee: 'Atypical transcriptional regulation and role of a new toxin-antitoxin-like module and its effect on the lipid composition of Bradyrhizobium japonicum”
Keywords in Hungarian
Publikációs költség
Keywords in English
publication fee
Discipline
General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)
40 %
Biophysics (e.g. transport mechanisms, bioenergetics, fluorescence) (Council of Medical and Biological Sciences)
30 %
Cell biology and molecular transport mechanisms (Council of Medical and Biological Sciences)
30 %
Panel
Publications Panel
Department or equivalent
Institute of Biochemistry (HUN-REN Biological Research Centre Szeged)
Starting date
2011-01-01
Closing date
2011-03-31
Funding (in million HUF)
0.315
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Summary in Hungarian
A cikkben közölt új tudományos eredmények bemutatják, hogy a gazdaságilag fontos szója növénnyel szimbiózisban élő nitrogénkötő talajbaktériumban, a Bradyrhizobium japonicumban működő toxin-antitoxin (TA) rendszer meghatározó szerepet tölt be alapvető metabolikus utak, pl. a lipid bioszintézis szabályozásában, és a baktérium megfelelő fiziológiai állapotának fenntartásában. Ilyen TA rendszert ebben a fajban először azonosítottak és vizsgáltak. Három tudományterület, a biokémia, biofizika és genetika módszertanának együttes alkalmazásával bemutatja, hogy a TA rendszer hiánya mélyreható változásokat okoz a baktérium membrán lipid összetételében, amely a növekedési tulajdonságok, a sejtmorfológia és meghatározó szerepű gének szabályozásának változását eredményezi. A vizsgált TA rendszer néhány új, nem tipikus tulajdonságát és sajátos szerveződését is bemutatja.
Summary
The new scientific results published in the paper demonstrate that the toxin-antitoxin (TA) system of the nitrogen fixing Bradyrhizobium japonicum, a symbiotic interacting partner of the agronomically important soybean plant, has a decisive role in the regulation of basic metabolic pathways such as lipid biosynthesis, and in the maintenance of the appropriate physiological state of the bacterium. This was the first TA system identified and examined in this species. By using the methodology of three scientific fields biochemistry, biophysics and genetics the paper demonstrates that the absence of the TA system causes profound changes in the lipid composition of the bacterial membrane resulting in the alterations of growth properties, cell morphology and regulation of important genes. The examined TA system also exhibits several new, atypical characteristics and special organization.
Final report
Results in Hungarian
A cikkben közölt új tudományos eredmények bemutatják, hogy a gazdaságilag fontos szója növénnyel szimbiózisban élő nitrogénkötő talajbaktériumban, a Bradyrhizobium japonicumban működő toxin-antitoxin (TA) rendszer meghatározó szerepet tölt be alapvető metabolikus utak, pl. a lipid bioszintézis szabályozásában, és a baktérium megfelelő fiziológiai állapotának fenntartásában. Ilyen TA rendszert ebben a fajban először azonosítottak és vizsgáltak.
Három tudományterület, a biokémia, biofizika és genetika módszertanának együttes alkalmazásával bemutatja, hogy a TA rendszer hiánya mélyreható változásokat okoz a baktérium membrán lipid összetételében, amely a növekedési tulajdonságok, a sejtmorfológia és meghatározó szerepű gének szabályozásának változását eredményezi. A vizsgált TA rendszer néhány új, nem tipikus tulajdonságát és sajátos szerveződését is bemutatja.
Results in English
A toxin-antitoxin (TA)-like system (designated as bat/bto
genes) was identified in Bradyrhizobium japonicum, based
on sequence homology and similarities in organization and
size to known TA systems. Deletion of the bat/bto module
resulted in pleiotropic alterations in cell morphology and
metabolism. The generation time of the mutant was considerably
decreased in rich media. Atomic force microscopy
revealed the modified shape (shorter and wider) and softness
of mutant cells. The synthesis of phosphatidylcholine
was completely blocked in the mutant bacteria, and vaccenic
acid, the predominant fatty acid of membranes of the
wild-type cell, was replaced by palmitic acid in the mutant
membranes. The mutant bacteria synthesized incomplete
lipopolysaccharide molecules. Remarkable changes in the
membrane lipid composition may explain the observed morphological
alterations and growth properties of the mutant
bacteria. The overlapping promoter region of bat/bto and
glpD (coding for the aerobic sn-glycerol-3-phosphate dehydrogenase)
genes suggests a complex regulation and the
involvement of bat/bto in the control of main metabolic pathways
and an important role in the maintenance of a normal
physiological state of B. japonicum. These data reveal new
aspects of the role of TA systems in bacteria.
Paul S. Miclea,1 Mária Péter,2 Gergely Végh,3 Gyöngyi Cinege,1 Ernö Kiss,1 György Váró,3 Ibolya Horváth,2: Atypical Transcriptional Regulation and Role, Molecular Plant-Microbe Interactions, Vol. 23, No. 5, pp. 638–650, 2011
