Бактерии Streptomyces являются нашим основным источником антибиотиков, которые вырабатываются при переходе от вегетативного роста к спорообразованию в сложном жизненном цикле развития.
Предыдущее исследование, проведенное в лаборатории профессора Марка Баттнера в Центре Джона Иннеса, показало, что сигнальная молекула c-di-GMP связывает BldD, основной репрессор активности генов, чтобы контролировать инициацию развития этих обитающих в почве бактерий..
c-di-GMP является примером нуклеотидного вторичного мессенджера, внутриклеточного сигнала, широко распространенного у бактерий, ответственных за регуляцию важнейших процессов, включая подвижность, вирулентность и образование биопленок.
В новом исследовании эксперименты с использованием модельных видов Streptomyces venezuelae показали, что c-di-GMP также вмешивается в более поздние стадии развития, чтобы контролировать дифференцировку репродуктивных гиф в споры.
Он делает это, опосредуя взаимодействие между основным сигма-фактором спорообразования у Streptomyces, WhiG, и анти-сигма-фактором RsiG.
Сигма-фактор - это белок, необходимый для инициации транскрипции, процесса превращения ДНК в РНК. Анти-сигма-факторы связываются с сигма-факторами и подавляют активность до тех пор, пока не наступит подходящее время.
Исследование показывает, что RsiG и c-di-GMP связывают и скрывают сигма-WhiG, предотвращая экспрессию его генов-мишеней и, следовательно, останавливая превращение репродуктивных гиф в споры.
Это первый случай, когда c-di-GMP связывается с сигма-фактором и влияет на его функциональность.
Первый автор исследования доктор Келли Галлахер говорит: «В результате этого открытия стало ясно, что сигналы c-di-GMP через BldD и sigma WhiG соответственно контролируют два наиболее драматических перехода Streptomyces жизненный цикл, образование репродуктивных воздушных гиф и их дифференцировку в споровые цепочки. В обоих случаях c-di-GMP действует как тормоз».