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Role of the sigma factor RpoS in the adaptation of E. coli to different growth and stress conditions

English title Role of the sigma factor RpoS in the adaptation of E. coli to different growth and stress conditions
Applicant Egli Thomas
Number 109433
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Abteilung für Umweltmikrobiologie EAWAG
Institution of higher education Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology - EAWAG
Main discipline Experimental Microbiology
Start/End 01.04.2006 - 31.01.2013
Approved amount 265'895.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Experimental Microbiology
Biochemistry

Keywords (9)

gene expression; gene regulation; rpoS gene; starvation; growth phase; chromatin immunoprecipitation (ChIP); continuous culture; sigma factor competition; transcripion initiation

Lay Summary (German)

Lead
Lay summary
Lead:Die Fähigkeit auf Umweltstress zu reagieren und unter unwirtlichen Bedingungen zu überleben, wird in vielen Bakterien über ein spezifisches Stresssystem geregelt. Wir untersuchen am Beispiel des Modellbakteriums Escherichia coli, wie eine Bakterienzelle mit solchen natürlichen Stressbedingungen umgeht und sich an sie anpasst.Hintergrund:Sigmafaktoren sind Regulatorproteine, welche an der Erkennung von Genen auf der DNA verantwortlich sind, ihre Ablesung durch die RNA-Polymerase initiieren und die Synthese der kodierten Proteine einleiten. In Gram-negativen Bakterien ist ein spezifischer Sigmafaktor, RpoS genannt, für die Erkennung einer Gruppe von Genen verantwortlich, die für Stressabwehrproteine kodieren. Die Bildung solcher Abwehrproteine erlaubt es der Zelle, auf Umwelt-Stresssituationen zu reagieren. Bis heute ist unsicher, wie gross die Gruppe der Abwehrproteine ist, die unter der Kontrolle von RpoS stehen und wie Umweltbedingungen sich auf die Erkennung dieser Stressgene auswirken. E. coli hat sieben Sigmafaktoren, von denen sechs auf bestimmte Stimuli reagieren und einen, RpoD, der „allgemeine“ Aufgaben übernimmt. Jeder dieser Sigmafaktoren hat eine typische Erkennungssequenz auf der DNA, was die Ablesung von verwandten Gengruppen erlaubt, nur diejenigen von RpoD und RpoS unterscheiden sich kaum. Es scheint sogar, dass sich die beiden Sigmafaktoren in ihrer Funktion teilweise behindern können.Das Ziel:Wir möchten wissen, welche Umweltbedingungen und Stressoren in welchem Ausmass die Ablesung von Stressgenen durch RpoS auslösen, welche Gene (oder Gengruppen) exklusiv durch RpoS reguliert werden und wie dieser Stress-Sigmafaktor sich von den anderen Sigmafaktoren in seiner Wirkung unterscheidet. Insbesondere interessiert uns, wie das Zusammenspiel von RpoD und RpoS reguliert wird.Bedeutung:RpoS-abhängige Genexpression erfüllt eine zentrale Rolle im gesamten Wachstumsverhalten von Bakterienzellen und ihrer Überlebensfähigkeit. Deshalb sind grundlegende Kenntnisse über die Funktionsweise von RpoS unter unterschiedlichen Wachstums- und Stressbedingungen von grossem Interesse. Da in vielen bakteriellen Krankheitserregern Abwehr-, Überlebens- und Virulenzsysteme offenbar auch über den Sigmafaktor RpoS reguliert werden, sind die hier an E. coli gemachten Untersuchungen auch für den medizinischen und biotechnologischen Bereich von Bedeutung.
Direct link to Lay Summary Last update: 21.02.2013

Responsible applicant and co-applicants

Name Institute
Egli Thomas Eawag

Employees

Publications

Publication
In vitro transcription profiling of the sigmaS subunit of bacterial RNA polymerase: re-definition of the sigmaS regulon and identifitcation fo sigmaS-specific promoter sequence elements
Maciag Anna, Peano Clelia, Peitrelli Alessandro, Egli Thomas, De Bellis Gianluca, Landini Paolo (2011), In vitro transcription profiling of the sigmaS subunit of bacterial RNA polymerase: re-definition of the sigmaS regulon and identifitcation fo sigmaS-specific promoter sequence elements, in Nucleic Acids Research, 39(13), 5338-5355.
sigmaS, a major player in the response to environmental stresses in Escherichia coli: role, regulaton and mechanisms of promoter recognition
Landini Paolo, Egli Thomas, Wolf Johannes, Lacour Stephane, sigmaS, a major player in the response to environmental stresses in Escherichia coli: role, regulaton and mechanisms of promoter recognition, in Environmental Microbiology.

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
Annual Meeting of the Swiss Society for Microbiology 21.06.2012 St. Gallen
FEMS 4th Congress of European Microbiologists 26.06.2011 Genf
ESF Research Conference – Bacterial Networks 2010 04.09.2010 Sant Feliu de Guixols, Spain
Annual Meeting of the Swiss Society for Microbiology 24.06.2010 Zürich
Swiss Molecular Microbiology Workshop (SWIMM) 24.03.2010 Thun


Awards

Title Year
Poster award 3rd prize 2010

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