一些微生物可以形成稱為生物膜的薄膜。這些生物膜通過保護它們免受壓力(例如環(huán)境中缺乏營養(yǎng)或有害物質(zhì))的影響，使它們比其他微生物更具優(yōu)勢。研究人員經(jīng)常關(guān)注病原體用來抵抗抗生素的生物膜。然而，一些生物膜可能對植物和其他宿主生物有幫助。在之前的工作中，研究人員發(fā)現(xiàn)Pantoeasp。YR343，促進植物生長的細菌，形成堅固的生物膜沿的根表面胡楊，所述包括柳樹和白楊樹的屬?？茖W家們對植物根部生物膜形成背后的機制知之甚少，尤其是在遺傳水平上。然而，研究發(fā)現(xiàn)稱為雙鳥苷酸環(huán)化酶的酶是生物膜形成的關(guān)鍵。這項新研究確定了一種雙鳥苷酸環(huán)化酶 DGC2884，當細菌定植根部并形成生物膜時，它會在植物存在時特異性表達。
影響
二鳥苷酸環(huán)化酶存在于多種細菌中。這些酶控制多種行為，包括細菌如何形成生物膜、引起疾病和移動。這項研究表明，一種特殊的二鳥苷酸環(huán)化酶 DGC2884 在生物膜形成期間和細菌靠近植物時特別起作用。這項研究還確定了可能參與根系定植的基因，表明根系定植可能在遺傳水平上受到控制。這將有助于微生物學家和其他研究人員更好地了解細菌如何在根表面定植以及基因表達如何發(fā)揮作用。這些結(jié)果還可以幫助科學家研究對醫(yī)學和農(nóng)業(yè)很重要的微生物的類似行為。
概括
該研究使用啟動子-報告基因構(gòu)建體來鑒定在植物存在下表達的二鳥苷酸環(huán)化酶 DGC2884。研究人員進一步表征了這種酶，并確定當過度表達時，它會影響胞外多糖的產(chǎn)生、生物膜的形成、運動性和薄膜的形成。他們還證明 DGC2884 的活性需要 N 端跨膜結(jié)構(gòu)域以及功能性 GGDEF 活性位點?；谂c泛菌中 DGC2884 過表達相關(guān)的表型sp.YR343，科學家們進行了轉(zhuǎn)座子誘變，以鑒定在 DGC2884 過表達時不再表現(xiàn)出觀察到的獨特表型的基因。他們用這個篩選鑒定了 58 個不同的基因，并選擇了一個轉(zhuǎn)座子突變體的子集進行進一步表征。有趣的是，與野生型對照相比，影響 VI 型分泌的突變以及核苷二磷酸激酶和 ABC 轉(zhuǎn)運蛋白的定植增加，而影響胞外多糖產(chǎn)生的突變導致定植減少。此外，他們發(fā)現(xiàn)一些突變體主要表現(xiàn)出根系定植模式的差異，而不是定植量，這表明某些根系定植模式可能在遺傳水平上受到調(diào)節(jié)。
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