аспирант, лаборант лаборатории адаптации микроорганизмов; младший научный сотрудник лаборатории органического синтеза
614081, г. Пермь, ул. Голева, 13, Россия
614068, г. Пермь, ул. Букирева, 15, Россия
Postgraduate, Laboratory Assistant at the Laboratory of Microbial Adaptation;Junior Research Officer at the Laboratory of Organic Synthesis
Goleva str. 13, Perm 614081, Russian Federation
Bukireva str. 15, Perm 614068, Russian Federation
младший научный сотрудник лаборатории адаптации микроорганизмов
614081, г. Пермь, ул. Голева, 13, Россия
Junior Research Officer at the Laboratory of Microbial Adaptation
Goleva str. 13, Perm 614081, Russian Federation
доктор медицинских наук, заведующий лабораторией адаптации микроорганизмов; профессор кафедры микробиологии и иммунологии
614081, г. Пермь, ул. Голева, 13, Россия
614068, г. Пермь, ул. Букирева, 15, Россия
Dr. Sc. (Med.), Head of the Laboratory of Microbial Adaptation; Professorat the Department of Microbiology and Immunology
Goleva str. 13, Perm 614081, Russian Federation
Bukireva str. 15, Perm 614068, Russian Federation
Индол и полиамины участвуют в регуляции физиологических процессов у бактерий, связанных с адаптацией к стрессам, биоплёнкообразованием, антибиотикоустойчивостью, бактериальной персистенцией, что имеет важное клиническое значение. Однако молекулярные мишени и механизм действия этих метаболитов до сих пор мало изучены. В данной работе исследовано влияние полиаминов и индола на экспрессию таких генов, как: rpoS, relA и spoT, кодирующих регуляторы общего стрессорного ответа и голодания; hns и stpA, кодирующих глобальные регуляторы генной экспрессии; rmf, yqjD, hpf, raiA, rsfS, sra, ettA, кодирующих факторы гибернации рибосом.Цель исследования. Изучить регуляторные эффекты полиаминов и индола на экспрессию перечисленных генов, ответственных за адаптацию Escherichia coli к стрессу.Материалы и методы. В качестве объектов исследования использовали штаммы E. coli. Содержание полиаминов исследовали методом тонкослойной хроматографии. Концентрацию индола определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Генную экспрессию изучали при помощи ПЦР в реальном времени, сопряжённой с обратной транскрипцией.Результаты. Добавка полиаминов путресцина, кадаверина и спермидина в среду стимулировала экспрессию всех исследуемых генов. Для большинства генов наибольшая стимуляция наблюдалась в стационарной фазе роста. Наиболее значительное влияние оказывали путресцин и спермидин. Показана эквимолярная конвертация экзогенного триптофана в индол через 24 ч культивирования. В это время увеличивалась экспрессия двух генов: rmf и raiA.Заключение. Нами показано, что полиамины стимулируют экспрессию всех исследуемых генов на транскрипционном уровне, при этом их стимулирующий эффект специфичен по фазе культивирования и типу полиамина. Индол оказывает положительный эффект на экспрессию генов rmf и raiA, тогда как остальные из исследованных генов не подвержены его регуляторным воздействиям.
Background. Indole and polyamines are involved in the regulation of physiological processes in bacteria associated with adaptation to stress, biofilm formation, antibiotic tolerance, and bacterial persistence. However, the molecular targets and mechanisms of action of these metabolites are still poorly understood. In this work, we studied the effect of polyamines and indole on the expression of such genes as: rpoS, relA, and spoT, encoding regulators of the general stress responses and starvation; hns and stpA, encoding global regulators of gene expression; rmf, yqjD, hpf, raiA, rsfS, sra, ettA, encoding ribosome hibernation factors.The aim. To study the regulatory effects of polyamines and indole on the expression of these genes, which are responsible for the adaptation of Escherichia coli to stress.Materials and methods. We used strains of E. coli in this study. The amount of polyamines was studied by thin layer chromatography. The indole concentration was determined by high performance liquid chromatography. Gene expression was studied using real-time RT-PCR.Results. The addition of polyamines putrescine, cadaverine and spermidine to the medium stimulated the expression of all the studied genes. The maximal stimulation was observed at the stationary phase mostly. Putrescine and spermidine had the most significant effect. At 24 h of cultivation, an equimolar conversion of exogenous tryptophan into indole was showed. At this time, the expression of two genes – rmf and raiA – increased.Conclusions. We have shown that polyamines upregulate the expression of all the studied genes at the transcriptional level. The stimulating effect is specific for the phase of the batch culture and the type of polyamine. Indole has a positive effect on the expression of the rmf and raiA genes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.