Geri Dön

Studies on the genome-wide localization of stpa and h-ns in escherichia coli using chip-chip analysis

Chip-chip analizi kullanılarak escherichia coli'de stpa ve h-ns'nin genom düzeyinde lokalizasyonu üzerine çalışmalar

PDF İndir

  1. Tez No: 779139
  2. Yazar: EBRU UYAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NAOTAKE OGASAWARA
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoloji, Biology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2009
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Nara Institute of Science and Technology
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyolojik Bilimler Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Biyoloji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 124

Özet

Prokaryotik hücrelerdeki nükleoid ile ilişkili proteinler (NAP) (örneğin, FIS, IHF, HU, H-NS ve StpA), kromozomla kapsamlı etkileşimleri sayesinde çok yönlü işlevlere sahiptirler. Transkripsiyon, replikasyon ve rekombinasyon gibi çeşitli DNA işlemlerine katılmaktadırlar. Ayrıca, kromozom DNA'sının organizasyonuna ve dinamik yapısına önemli katkıları vardır. NAP'lerin ana üyelerinden biri olan ısıya dayanıklı nükleoid yapı (H-NS) proteini, Escherichia coli ve ilgili bakterilerde kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. StpA (td- fenotip A'nın baskılayıcısı), başka bir NAP'dir ve amino asit seviyesinde H-NS ile %58 sekans benzerliğine sahiptir. StpA yapısal ve biyokimyasal olarak H-NS'ye benzemesine rağmen stpA'nın inaktivasyonu, hns inaktivasyonu ile gözlenen belirgin büyüme bozukluğuna yol açmamaktadır. StpA ve H-NS arasındaki işlev farkını araştırmak için E. coli hücrelerinde StpA ve H-NS'nin ChIP-çip analizini gerçekleştirdik. Sonuçlarımız, StpA bağlanma bölgelerinin yabanıl tip hücrelerde H-NS'ninkiler ile örtüştüğünü ve StpA/H-NS protein kompleksinin genomun yaklaşık %4'ünü kapsadığını ortaya çıkarmıştır. StpA ve H-NS bağlanma sinyalleri arasındaki saçılma diyagram analizi, yabanıl tip hücrelerde StpA ve H-NS dağılımı arasındaki yüksek korelasyonu da yansıtmıştır. Ayrıca, stpA mutantındaki H-NS bağlanma profili yabanıl tip hücrelerdeki ile benzer olup StpA eksikliğinin H-NS tarafından telafi edilebileceğini göstermiştir. Bu nedenle, StpA kaybı belirgin bir fenotip göstermemektedir. StpA bağlanma bölgelerinin hns mutantındaki dağılımı, yabanıl tip hücrelerle karşılaştırıldığında yarıdan daha aza indirgenmiştir. Genomun yaklaşık %2.5'ini kapsayan StpA bağlanma bölgelerinin %66'sı, H-NS yokluğunda kaybolmuştur. H-NS varlığında veya yokluğunda StpA'nın diferansiyel dağılımı, StpA bağlanma bölgelerinin yaklaşık üçte birinin H-NS'den bağımsız olarak StpA tarafından tanındığını, geri kalan üçte ikisinin ise HNS ile etkileşime giren StpA tarafından tanındığını göstermiştir. StpA'nın proteolize maruz kaldığı bildirilmektedir. H-NS'nin yokluğunda, StpA moleküllerinin yarısından fazlası Lon-proteaza duyarlı oligomerler oluşturmaktadır. Bu nedenle, kalan StpA dimerleri (~%20), H-NS benzeri dağılım profili oluşturmak için yeterli olamayabilmektedir. Lon sindirimine dirençli bir StpA mutantı olan StpA(F21C)'nın daha önceden tanımlandığı bildirilmektedir. Bu mutant protein kullanılarak, dimerizasyon yeteneğinin StpA dağılım profili üzerindeki etkinliği değerlendirilmiştir. İlk önce StpA ve H-NS'nin homodimer oluşumu in vitro olarak izlenmiştir. StpA(F21C), H-NS'ninkine kıyasla artan dimerizasyon göstermiştir. Bununla birlikte gelişmiş dimerizasyonun aksine, hns mutant suşunda StpA(F21C) proteinin bağlanma profili önemli ölçüde değişmemiş ve indüklenmiş dimerizasyon yeteneği ile kaybedilen bağlanma bölgelerinin yalnızca %16'sı yeniden kazanılmıştır. Bu bulgu, StpA dimerlerinin H-NS dimerlerininkinden farklı bir içsel DNA bağlama özelliğine sahip olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, yabanıl tip hücrelerde StpA ve H-NS bağlanma bölgelerinin örtüşen profili, StpA ve H-NS homodimerlerinin ve/veya StpA/H-NS heterodimerlerinin oluşumu aracılığıyla bu iki protein arasında işbirliğine dayalı bir ilişki olduğunu göstermiştir. Sırasıyla stpA ve hns mutantlarında H-NS ve StpA'nın bağlanma profillerindeki fark, hns mutasyonu ile gözlemlenen büyüme bozukluğunu açıklamaktadır. Bu gözlemlere dayanarak StpA'ya, H-NS aracılı transkripsiyonel düzenleme ve genomik DNA'nın daha yüksek dereceli organizasyonu sırasında H-NS'nin moleküler yedeği olarak bir rol atfedilmiştir.

Özet (Çeviri)

Nucleoid-associated proteins (NAP) of prokaryotic cells (e.g., FIS, IHF, HU, H-NS, and StpA) have versatile functions through their extensive interaction with the chromosome. They participate in various DNA transactions such as transcription, replication, and recombination. Furthermore, they have significant contribution to the organization and dynamic structure of chromosome DNA. One of the major member of NAPs, heat-stable nucleoid structuring protein (H-NS), has been extensively studied in Escherichia coli and related bacteria. StpA (Suppressor of td- phenotype A), is another NAP and shares 58% sequence identity with H-NS at the amino acid level. Although StpA resembles H-NS structurally and biochemically, the inactivation of stpA does not result in the marked growth impairment observed by hns inactivation. To investigate the difference in function between StpA and H-NS, we performed ChIP-chip analysis of StpA and H-NS in E. coli cells. Our results revealed that the StpA binding regions overlap with those of H-NS in wild-type cells and that StpA/H-NS protein complex covers approximately 4% of the genome. Scatter plot analysis of the binding signals of StpA versus that of H-NS also represented high correlation between StpA and H-NS distribution in wild type cells. Furthermore, the H-NS binding profile in the stpA mutant is similar to that in wild-type cells which proposed that StpA deficiency can be compensated by H-NS. Thus, loss of StpA does not show a distinct phenotype. By comparison, the distribution of StpA binding regions is reduced to less than half in the hns mutant compared with wild-type cells. 66 % of the StpA binding regions covering about 2.5% of the genome were lost in the absence of H-NS. The differential distribution of StpA in the presence or absence of H-NS indicates that about one-third of the StpA binding sites are recognized by StpA, independent of H-NS, while the remaining two-thirds are recognized by StpA interacting with H-NS. It has been reported that StpA is subjected to proteolysis. In the absence of H-NS, more than half of the StpA molecules form oligomers which is sensitive to Lon-protease. Therefore, remaining StpA dimers (~20%) may not be sufficient to restore H-NS-like distribution profile. StpA(F21C), an StpA mutant resistant against Lon digestion, has been identified. Using this mutant protein, we attempted to evaluated the effectiveness of dimerization ability on StpA distribution profile. We first monitored the homodimer formation of StpA and H-NS in vitro. StpA(F21C) showed increased dimerization comparable to that of H-NS. In contrast to enhanced dimerization, however, the binding profile of StpA(F21C) protein in hns mutant strain does not change dramatically and only 16% of the lost binding regions could be restored by induced dimerization ability. This finding implied the probability of an intrinsic DNA binding property of StpA dimers which is different from that of H-NS dimers. In conclusion, the overlapping profile of StpA and H-NS binding sites in wild type cells suggested a cooperative association of H-NS and StpA through the interaction between StpA and H-NS homodimers and/or StpA/H-NS heterodimer formation. The difference in the binding profiles of H-NS and StpA in stpA and hns mutants respectively, explains the growth impairment observed by the hns mutation. Based on these observation, a role as a molecular backup of H-NS is attributed to StpA during H-NS mediated-transcriptional regulation and higher order organization of the genomic DNA.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    772340

    Fluorescent labeling of SPOCK1 and localization studies in live neural cell lines

    Canlı sinir hücre hatlarında SPOCK1'ın floresan işaretlenmesi ve lokalizasyonu

    ZEYNEP EDA KARABOĞA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    BiyolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÇAĞDAŞ DEVRİM SON

    DOÇ. DR. YEŞİM AYDIN SON

  2. Tez No

    619809

    Fasulye bitkisinde kuraklığa duyarlı hsp70 genlerinin tüm genomda tanımlanması

    Genome-wide identification of drought responsive hsp70 in common bean

    MEHMET TANRISEVEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    BiyolojiAnkara Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİNE SÜMER ARAS

  3. Tez No

    416649

    Initial characterization of CXXC5 as a putative DNA binding protein

    Potensiyel olarak DNA'ya bağlanan CXXC5 proteininin ön karakterizasyonu

    PELİN YAŞAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    BiyolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MESUT MUYAN

  4. Tez No

    248165

    Geniş bir konkomitan şaşılık ailesinde gen lokalizasyonunun saptanması

    Detection of gene localization in a large concomitant strabismus family

    KADRİYE ERKAN

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Göz HastalıklarıHacettepe Üniversitesi

    Göz Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. E. CUMHUR ŞENER

    PROF. DR. A. NURTEN AKARSU

    PROF. DR. DR. A. ŞEFİK SANAÇ

  5. Tez No

    315332

    Genome-wide analysis of yvfI gene in Bacillus subtilis

    Bacillus subtilis?de yvfI geninin genom ölçeğinde analizi

    ÖYKÜ İRİGÜL SÖNMEZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Genetikİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYTEN YAZGAN KARATAŞ

Geri Dön