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Untersuchungen zur generellen Stressantwort von Bacillus subtilis nach Einwirkung von Umweltstress und bei niedriger Temperatur
Zusammenfassung Der alternative Sigmafaktor SigB kontrolliert die Expression des generellen Stressregulons in Bacillus subtilis. Durch die Synthese von generellen Stressproteinen werden nicht-wachsende B. subtilis-Zellen mit einer unspezifischen, vielfältigen und vorsorgenden Resist...
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| Main Author: | |
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| Contributors: | |
| Format: | Doctoral Thesis |
| Language: | German |
| Published: |
Philipps-Universität Marburg
2003
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| Subjects: | |
| Online Access: | PDF Full Text |
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| Summary: | Zusammenfassung
Der alternative Sigmafaktor SigB
kontrolliert die Expression des generellen Stressregulons in
Bacillus subtilis. Durch die Synthese von generellen
Stressproteinen werden nicht-wachsende B. subtilis-Zellen mit
einer unspezifischen, vielfältigen und vorsorgenden Resistenz
gegen zukünftigen Stress ausgestattet.
Um die Funktion der
generellen Stressantwort im Adaptationsnetzwerk dieses
Gram-positiven Modellorganismus besser zu verstehen, wurden die
Veränderungen im Transkriptom nach Einwirkung von Hitze, Salz
und Ethanolstress analysiert. Diese Studie wurde mit
DNA-Makroarrays durchgeführt, auf die PCR-Produkte aller 4107
Gene gespottet waren. Insgesamt konnten 124 SigB-abhängige Gene
identifiziert werden. Darunter wurden 62 Gene neu dem
SigB-Regulon zugeordnet und 62 schon zuvor beschriebene
SigB-abhängige Gene bestätigt. Die genomweite Betrachtung des
Transkriptionsprofils nach Umweltstress erlaubte auch eine
Analyse der spezifischen Stressantworten von B. subtilis auf
Hitze-, Salz- und Ethanolstress. Neu war die Induktion des
ECF-Sigmafaktors SigW und seines Regulons nach 4% Salzstress.
In ?dot blot?-Experimenten konnte gezeigt werden,
dass die Induktion des SigW-Regulons osmotisch bedingt war.
Außerdem wurde die Induktion der generellen Stressantwort bei
niedriger Temperatur untersucht. Mit SigB-abhängigen LacZ- und
GFP-Reporterfusionen konnte der Induktionsverlauf des
SigB-Regulons in der Kälte beobachtet werden. Bei 37 °C wird
das SigB-Regulon nach Umweltstress sofort, aber transient
induziert. In der Kälte war dagegen eine langanhaltende
Induktion der ctc::lacZ-Reporterfusion in der exponentiellen
Phase zu sehen. Nach einem Maximum in der exponentiellen
Wachstumsphase fiel die Induktion bis zum Übergang in die
stationäre Phase langsam wieder ab, um dann auf einem erhöhten
Level zu stagnieren.
Die Analyse verschiedener
Regulatormutanten der SigB-Aktivität bestätigte den
temperatursensitiven Phänotyp einer sigB-Mutante und
dokumentierte die Wachstumsdefekte einer rsbP-Mutante und einer
rsbUP-Mutante bei 15 °C, die vermutlich durch die schwache
Induktion des SigB-Regulons in diesen Zellen verursacht waren.
So stellte eine zusätzliche Deletion des Gens für den
Anti-Antisigmafaktor RsbV in der rsbUP-Mutante die volle
Induktion der Reporterfusion wieder her, wodurch ebenfalls der
Wachstumsdefekt aufgehoben wurde. Die intensive, langanhaltende
Induktion des generellen Stressregulons in der
rsbUPV-Tripelmutante unterstützt die These eines neuen
Signaltransduktionsweges zur Aktivierung von SigB in der Kälte.
In weiteren Arbeiten wird zu klären sein, ob in die Aktivierung
von SigB in der Kälte weitere Proteine einbezogen sind oder für
die Aktivierung eine intrinsische Instabilität des
RsbW/SigB-Komplexes verantwortlich ist. |
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| Physical Description: | 158 Pages |
| DOI: | 10.17192/z2003.0656 |