ppGpp Controls Global Gene Expression in Light and in Darkness in S. elongatus.
ppGpp Controls Global Gene Expression in Light and in Darkness in S. elongatus.
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ppGpp 控制 S. elongatus 在光照和黑暗中的全局基因表达。
DOI：
10.1016/j.celrep.2017.11.067
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
8.8
通讯作者：
E. O’Shea
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Anna M. Puszynska;E. O’Shea
细菌和植物的严格反应涉及信号分子鸟苷四磷酸和鸟苷五磷酸（（p）ppGpp）的产生，导致基因表达的整体重组。严格反应的功能在应激条件下已得到很好的表征，但其在非应激生长期间的调节作用研究较少。在这里，我们证明了（p）ppGpp缺陷菌株的长链霉菌具有全面失调的生物合成能力，在光照和黑暗中受损的生存能力的非应激条件下，转录速率，翻译速率和细胞大小增加。基础鸟苷四磷酸（ppGpp）水平的合成恢复足以在光下恢复转录平衡和适当的细胞大小，并在光/暗条件下拯救活力，但不足以实现有效的暗诱导转录关闭。我们的工作强调了基础ppGpp信号的重要性，在没有压力的情况下，蓝藻的生理调节和在能量限制条件下的生存能力，强调基础（p）ppGpp水平是必不可少的蓝藻在环境光/暗循环。
The bacterial and plant stringent response involves production of the signaling molecules guanosine tetraphosphate and guanosine pentaphosphate ((p)ppGpp), leading to global reorganization of gene expression. The function of the stringent response has been well characterized in stress conditions, but its regulatory role during unstressed growth is less studied. Here, we demonstrate that (p)ppGpp-deficient strains ofS. elongatushave globally deregulated biosynthetic capacity, with increased transcription rate, translation rate, and cell size in unstressed conditions in light and impaired viability in darkness. Synthetic restoration of basal guanosine tetraphosphate (ppGpp) levels is sufficient to recover transcriptional balance and appropriate cell size in light and to rescue viability in light/dark conditions, but it is insufficient to enable efficient dark-induced transcriptional shutdown. Our work underscores the importance of basal ppGpp signaling for regulation of cyanobacterial physiology in the absence of stress and for viability in energy-limiting conditions, highlighting that basal (p)ppGpp level is essential in cyanobacteria in the environmental light/dark cycle.
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