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涉及小调控 RNA 的负反馈环精确控制哈维氏弧菌群体感应反应。

Negative feedback loops involving small regulatory RNAs precisely control the Vibrio harveyi quorum-sensing response.

机构信息

Department of Molecular Biology, Princeton University, Princeton, NJ 08544-1014, USA.

出版信息

Mol Cell. 2010 Feb 26;37(4):567-79. doi: 10.1016/j.molcel.2010.01.022.

Abstract

Quorum-sensing (QS) bacteria assess population density through secretion and detection of molecules called autoinducers (AIs). We identify and characterize two Vibrio harveyi negative feedback loops that facilitate precise transitions between low-cell-density (LCD) and high-cell-density (HCD) states. The QS central regulator LuxO autorepresses its own transcription, and the Qrr small regulatory RNAs (sRNAs) posttranscriptionally repress luxO. Disrupting feedback increases the concentration of AIs required for cells to transit from LCD to HCD QS modes. Thus, the two cooperative negative feedback loops determine the point at which V. harveyi has reached a quorum and control the range of AIs over which the transition occurs. Negative feedback regulation also constrains the range of QS output by preventing sRNA levels from becoming too high and preventing luxO mRNA levels from reaching zero. We suggest that sRNA-mediated feedback regulation is a network design feature that permits fine-tuning of gene regulation and maintenance of homeostasis.

摘要

群体感应(QS)细菌通过分泌和检测称为自动诱导物(AIs)的分子来评估种群密度。我们鉴定并描述了两个有助于 Vibrio harveyi 在低细胞密度(LCD)和高细胞密度(HCD)状态之间进行精确转换的负反馈回路。QS 中央调节剂 LuxO 自身转录自抑制,而 Qrr 小调控 RNA(sRNA)则转录后抑制 luxO。破坏反馈会增加细胞从 LCD 到 HCD QS 模式转变所需的 AI 浓度。因此,这两个协同的负反馈回路决定了 V. harveyi 达到群体感应的临界点,并控制了发生转变的 AI 范围。负反馈调节还通过防止 sRNA 水平变得过高和防止 luxO mRNA 水平达到零来限制 QS 输出的范围。我们认为,sRNA 介导的反馈调节是一种网络设计特征,可实现基因调控的微调并维持体内平衡。

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