Transcription dynamics in TOL plasmid pWW0 of the soil bacterium Pseudomonas putida mt-2

Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 25-04-2014

Bibliographic Details
Author: Kim, Juhyun
Format: doctoral thesis
Publication Date:2014
Country:España
Institution:Universidad Autónoma de Madrid
Repository:Biblos-e Archivo. Repositorio Institucional de la UAM
Language:Spanish
English
OAI Identifier:oai:repositorio.uam.es:10486/662601
Online Access:http://hdl.handle.net/10486/662601
Access Level:Open access
Keyword:Pseudomonas - Tesis doctorales
Biología y Biomedicina / Biología
id ES_b5673014dd970dc62c6dbd257a0bab45
oai_identifier_str oai:repositorio.uam.es:10486/662601
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Transcription dynamics in TOL plasmid pWW0 of the soil bacterium Pseudomonas putida mt-2
title Transcription dynamics in TOL plasmid pWW0 of the soil bacterium Pseudomonas putida mt-2
spellingShingle Transcription dynamics in TOL plasmid pWW0 of the soil bacterium Pseudomonas putida mt-2
Kim, Juhyun
Pseudomonas - Tesis doctorales
Biología y Biomedicina / Biología
title_short Transcription dynamics in TOL plasmid pWW0 of the soil bacterium Pseudomonas putida mt-2
title_full Transcription dynamics in TOL plasmid pWW0 of the soil bacterium Pseudomonas putida mt-2
title_fullStr Transcription dynamics in TOL plasmid pWW0 of the soil bacterium Pseudomonas putida mt-2
title_full_unstemmed Transcription dynamics in TOL plasmid pWW0 of the soil bacterium Pseudomonas putida mt-2
title_sort Transcription dynamics in TOL plasmid pWW0 of the soil bacterium Pseudomonas putida mt-2
dc.creator.none.fl_str_mv Kim, Juhyun
author Kim, Juhyun
author_facet Kim, Juhyun
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Lorenzo Prieto, Víctor de
Departamento de Biología Molecular
Facultad de Ciencias
CSIC. Centro Nacional de Biotecnología (CNB)
dc.subject.none.fl_str_mv Pseudomonas - Tesis doctorales
Biología y Biomedicina / Biología
topic Pseudomonas - Tesis doctorales
Biología y Biomedicina / Biología
description Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 25-04-2014
publishDate 2014
dc.date.none.fl_str_mv 2014
2014-04-25
dc.type.none.fl_str_mv doctoral thesis
http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
NA
http://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10486/662601
url http://hdl.handle.net/10486/662601
dc.language.none.fl_str_mv Español
spa
Inglés
eng
language_invalid_str_mv Español
Inglés
language spa
eng
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblos-e Archivo. Repositorio Institucional de la UAM
instname:Universidad Autónoma de Madrid
instname_str Universidad Autónoma de Madrid
reponame_str Biblos-e Archivo. Repositorio Institucional de la UAM
collection Biblos-e Archivo. Repositorio Institucional de la UAM
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869417360368074752
spelling Transcription dynamics in TOL plasmid pWW0 of the soil bacterium Pseudomonas putida mt-2Kim, JuhyunPseudomonas - Tesis doctoralesBiología y Biomedicina / BiologíaTesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 25-04-2014Pseudomonas putida mt-2 metabolizes m-xylene and other aromatics through the convergence of enzymes encoded by the catabolic operons of the TOL plasmid pWW0 with chromosomally derived activities. Using the technique of tiling arrays for the transcriptome of interest in both pWW0 and the genome of this bacterium, we observed that not only all pWW0 xyl genes were highly transcribed in response to m-xylene/toluene, but a novel transcription unit downstream of xylN also became apparent, regardless of culture conditions. The 3’-end of the lower operon mRNA penetrated well into the convergent xylS transcript. In contrast, xylR mRNA for the head regulator of the system was sharply decreased by the aromatic substrates, although the corresponding upper operon mRNA was stable throughout its full length. RNA deep sequencing analysis showed a similar expression pattern for xyl genes when cells were treated with m-xylene, which provided higher resolution at the single nucleotide level, thereby revealing incorrect annotation of the xylL sequence. At the same time, the profile showed that the transcription level was apparently increased for several plasmid backbone genes such as orf13, orf31, orf124-126, orf188-191 and the mpf (mating pili formation) cluster, which led to definition of genetic structure. When we visualized the xyl transcripts by mRNA fluorescent in situ hybridization in a single cell, the molecules remained within one or two subcellular regions, which were nucleoid-free. Labeling of RNAP or ribosomal protein with fluorescent protein revealed that RNAP colocalizes with chromosomal DNA and the ribosome is spatially separated from those molecules. When the copy number of the target mRNA was increased by the T7 expression system, an increased number of foci was observed and most messages resided in nucleoid-free regions. In addition, the quantification of mRNA copy number with a statistical approach shows that the TOL system is subject to transcriptional bursting.Pseudomonas putida mt-2 metaboliza m-xileno y otros aromáticos a través de la convergencia de enzimas codificadas por los operones catabólicos del plásmido TOL pWW0 y de actividades enzimáticas de codificación cromosómica. Al emplear la técnica de microchips del tipo tiling para estudiar el transcriptoma originado tanto en pWW0 como en el cromosoma bacteriano, observamos que no sólo todos los genes xyl del plasmido TOL fueron vigorosamente transcritos en respuesta al m-xileno/tolueno; sino que también lo hizo una unidad transcripcional previamente desconocida que se encuentra localizada consecutivamente a xylN y que se expresa independientemente de las condiciones de cultivo. Además, el extremo 3’ del ARNm del operon inferior se extendió hasta el interior de la región codificante del gen xylS ubicado en posición convergente. Por el contrario, el nivel del ARNm de xylR, codificante del principal regulador del sistema, fue disminuyendo abruptamente en presencia de substratos aromáticos; no obstante el correspondiente ARNm del operón superior se mantuvo uniformemente estable a través de toda su longitud. Un análisis de secuenciación masiva de ARN muestra un patrón de expresión similar para los genes xyl cuando las células fueron tratadas con m-xileno, permitiendo una mayor resolución (hasta el nivel de nucleótido único); y de este modo, revelando una incorrecta anotación para la secuencia del gen xylL. Al mismo tiempo, el perfil transcripcional muestra que el nivel de transcritos de varios genes correspondientes a la columna vertebral del plasmido, tales como orf13, orf31, orf124-126, orf188-191 y el grupo mpf (formación del pelo conjugativo) se incrementó; lo cual permite definir su estructura genética. Al visualizar la transcripción de los genes xyl mediante hibridación in situ fluorescente de ARNm al nivel de célula única, se observa que las moléculas son retenidas únicamente dentro de una o dos regiones subcelulares las cuales se encuentran libres de nucleoides. Mediante marcaje con GFP (proteína fluorescente verde) de la polimerasa de ARN o de proteína ribosomal se observó que la polimerasa se colocaliza con el ADN cromosómico y que el ribosoma se encuentra espacialmente separado de estas moléculas. Al aumentar el número de copias de ARN de TOL mediante el sistema de expresión T7, se observó un incremento en el número de focos de co-localización y que la mayoría de los mensajeros residían en regiones libres de nucleoides. Además, la cuantificación del número de copias del ARNm con una aproximación estadística muestra que el sistema TOL se encuentra sujeto a transcriptional bursting, es decir se expresa en intensas ráfagas de actividad transcripcional intercaladas con periodos silentes.Lorenzo Prieto, Víctor deDepartamento de Biología MolecularFacultad de CienciasCSIC. Centro Nacional de Biotecnología (CNB)20142014-04-25doctoral thesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06NAhttp://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43info:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10486/662601reponame:Biblos-e Archivo. Repositorio Institucional de la UAMinstname:Universidad Autónoma de MadridEspañolspaInglésengopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessoai:repositorio.uam.es:10486/6626012026-06-23T12:46:27Z
score 15.198674

Similar Items