Tämä muokkaus on ratkaisevan tärkeää sen poikkeuksellisen kestävyyden kannalta äärimmäisissä olosuhteissa, kuten ionisoivassa säteilyssä ja UV-valossa sekä pitkittyneessä kuivuudessa. Tämä löytö syventää ymmärrystämme tämän ainutlaatuisen bakteerin selviytymismekanismeista.
© CEA
Nukleoidin muokkaus on yleinen strategia bakteereissa, jotta niiden DNA suojataan ulkoisilta stressitekijöiltä. Tätä prosessia hallitsevat pääasiassa NAP-proteiinit (Nukleoidin liitetyt proteiinit), jotka vuorovaikuttavat DNA:n kanssa tiivistääkseen genomin. Tämä tiivistäminen auttaa säilyttämään geneettisen materiaalin eheyden epäedullisissa olosuhteissa.
Aiemmissa tutkimuksissa tämän ryhmän tutkijat ovat osoittaneet, että D. radioduransin nukleoidin on tiivis, mutta silti dynaaminen, jotta se voi sopeutua solun morfologiaan solusyklin aikana.
Tässä uudessa tutkimuksessa tarkastellaan kahden stressin vaikutusta nukleoidin morfologiaan ja tiivistystilaan: UV-C-säteiden altistuminen, joka vahingoittaa genomia, ja ravinteiden puute, joka johtaa pysyvään vaiheeseen ja rajoittaa kasvua. Tutkimus arvioi myös, miten nämä stressit vaikuttavat HU-proteiinin liikkuvuuteen, joka on nukleoidin pääasiallinen NAP, arvioidakseen, miten se vuorovaikuttaa DNA:n kanssa.
Tutkimus osoittaa, että ravinto- ja UV-C-stressit aiheuttavat nukleoidin nopeaa tiivistymistä, mutta eri mekanismeilla. HU:n liikkuvuus vähenee ravinteiden puutteen seurauksena, kun taas se lisääntyy UV-C-altistuksen aikana. UV-C:n aiheuttaman nopean tiivistymisvaiheen jälkeen nukleoidin tiivistyminen purkautuu hitaasti, mikä mahdollistaa HU:n palautua normaaliin liikkuvuuteensa ja nukleoidin palata alkuperäiseen rakenteeseensa, valmiina solukasvun jatkumiseen.
Tämä tutkimus on mahdollistanut ensimmäistä kertaa nukleoidin muokkausprosessin reaaliaikaisen havainnoinnin D. radioduransissa edistyneiden fluoresenssimikroskopiatekniikoiden avulla. Tämä suora havainto syventää ymmärrystämme tämän poikkeuksellisen bakteerin vastustusmekanismeista.
Viitteet:
Vauclare P, Wulffelé J, Lacroix F, Servant P, Confalonieri F, Kleman JP, Bourgeois D ja Timmins J.
Stressin aiheuttama nukleoidin muokkaus Deinococcus radioduransissa liittyy merkittäviin muutoksiin Heat Unstable (HU) -proteiinidynamiikassa.
Nucleic Acids Res 2024.