Published April 10, 2018 | Version v1
Publication Open

Acidic pH triggers the phosphorylation of the response regulator NtrX in alphaproteobacteria

  • 1. Fundación Instituto Leloir
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Description

Many signaling pathways that control cellular development, cell-cycle progression and nutritional versatility have been studied in Caulobacter crescentus. For example, it was suggested that the response regulator NtrX is conditionally essential for this bacterium and that it might be necessary for responding to a signal produced in phosphate-replete minimal medium. However, such signal has not been identified yet and the role of NtrX in C. crescentus biology remains elusive. Here, using wild-type C. crescentus and a strain with a chromosomally myc-tagged ntrX gene, we demonstrate that high concentrations of phosphate (10 mM) regulate ntrX transcription and the abundance of the protein. We also show that the pH of the medium acts as a switch able to regulate the phosphorylation status of NtrX, promoting its phosphorylation under mildly acidic conditions and its dephosphorylation at neutral pH. Moreover, we demonstrate that the ntrX gene is required for survival in environments with low pH and under acidic stress. Finally, we prove that NtrX phosphorylation is also triggered by low pH in Brucella abortus, a pathogenic alphaproteobacterium. Overall, our work contributes to deepen the general knowledge of this system and provides tools to elucidate the NtrX regulon.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تمت دراسة العديد من مسارات الإشارات التي تتحكم في التطور الخلوي وتطور دورة الخلية والتنوع الغذائي في Caulobacter crescentus. على سبيل المثال، تم اقتراح أن منظم الاستجابة NtrX ضروري بشكل مشروط لهذه البكتيريا وأنه قد يكون ضروريًا للاستجابة لإشارة يتم إنتاجها في وسط الحد الأدنى من الفوسفات الكامل. ومع ذلك، لم يتم تحديد هذه الإشارة بعد ولا يزال دور NtrX في بيولوجيا C. crescentus بعيد المنال. هنا، باستخدام النوع البري C. crescentus وسلالة مع جين ntrX الموسوم بالفطريات الكروموسومية، نثبت أن التركيزات العالية من الفوسفات (10 مللي متر) تنظم نسخ ntrX ووفرة البروتين. نظهر أيضًا أن الرقم الهيدروجيني للوسيط يعمل كمفتاح قادر على تنظيم حالة الفسفرة لـ NtrX، مما يعزز الفسفرة في ظل ظروف حمضية خفيفة وإزالة الفسفرة عند الرقم الهيدروجيني المحايد. علاوة على ذلك، نثبت أن جين ntrX مطلوب للبقاء على قيد الحياة في البيئات ذات الأس الهيدروجيني المنخفض وتحت الضغط الحمضي. أخيرًا، نثبت أن فسفرة NtrX ناتجة أيضًا عن انخفاض درجة الحموضة في البروسيلا المجهضة، وهي بكتيريا ألفا بروتينية مسببة للأمراض. بشكل عام، يساهم عملنا في تعميق المعرفة العامة بهذا النظام ويوفر أدوات لتوضيح منظم NtrX.

Translated Description (French)

De nombreuses voies de signalisation qui contrôlent le développement cellulaire, la progression du cycle cellulaire et la polyvalence nutritionnelle ont été étudiées chez Caulobacter crescentus. Par exemple, il a été suggéré que le régulateur de réponse NtrX est conditionnellement essentiel pour cette bactérie et qu'il pourrait être nécessaire pour répondre à un signal produit dans un milieu minimal riche en phosphate. Cependant, un tel signal n'a pas encore été identifié et le rôle de NtrX dans la biologie de C. crescentus reste insaisissable. Ici, en utilisant C. crescentus de type sauvage et une souche avec un gène ntrX marqué par myc chromosomique, nous démontrons que des concentrations élevées de phosphate (10 mM) régulent la transcription de ntrX et l'abondance de la protéine. Nous montrons également que le pH du milieu agit comme un interrupteur capable de réguler l'état de phosphorylation du NtrX, favorisant sa phosphorylation dans des conditions légèrement acides et sa déphosphorylation à pH neutre. De plus, nous démontrons que le gène ntrX est nécessaire à la survie dans des environnements à faible pH et sous stress acide. Enfin, nous prouvons que la phosphorylation de NtrX est également déclenchée par un faible pH chez Brucella abortus, une alphaprotéobactérie pathogène. Dans l'ensemble, notre travail contribue à approfondir les connaissances générales de ce système et fournit des outils pour élucider le régulateur NtrX.

Translated Description (Spanish)

Se han estudiado muchas vías de señalización que controlan el desarrollo celular, la progresión del ciclo celular y la versatilidad nutricional en Caulobacter crescentus. Por ejemplo, se sugirió que el regulador de respuesta NtrX es condicionalmente esencial para esta bacteria y que podría ser necesario para responder a una señal producida en un medio mínimo lleno de fosfato. Sin embargo, dicha señal aún no se ha identificado y el papel de NtrX en la biología de C. crescentus sigue siendo difícil de alcanzar. Aquí, utilizando C. crescentus de tipo salvaje y una cepa con un gen ntrX cromosómicamente marcado con myc, demostramos que altas concentraciones de fosfato (10 mM) regulan la transcripción de ntrX y la abundancia de la proteína. También mostramos que el pH del medio actúa como un interruptor capaz de regular el estado de fosforilación de NtrX, promoviendo su fosforilación en condiciones ligeramente ácidas y su desfosforilación a pH neutro. Además, demostramos que el gen ntrX es necesario para la supervivencia en entornos con pH bajo y bajo estrés ácido. Finalmente, demostramos que la fosforilación de NtrX también se desencadena por un pH bajo en Brucella abortus, una alfaproteobacteria patógena. En general, nuestro trabajo contribuye a profundizar el conocimiento general de este sistema y proporciona herramientas para dilucidar el regulón NtrX.

Files

journal.pone.0194486&type=printable.pdf

Files (2.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:0bceaac9a7966c1740f96ebee7312092
2.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يؤدي الرقم الهيدروجيني الحمضي إلى فسفرة منظم الاستجابة NtrX في البكتيريا البروتينية الأبجدية
Translated title (French)
Le pH acide déclenche la phosphorylation du régulateur de réponse NtrX chez les alphaprotéobactéries
Translated title (Spanish)
El pH ácido desencadena la fosforilación del regulador de respuesta NtrX en alfaproteobacterias

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2796801431
DOI
10.1371/journal.pone.0194486

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1580935263
  • https://openalex.org/W174107104
  • https://openalex.org/W1789315565
  • https://openalex.org/W1803102843
  • https://openalex.org/W1969273581
  • https://openalex.org/W1971023242
  • https://openalex.org/W1984617987
  • https://openalex.org/W1991496956
  • https://openalex.org/W2000807569
  • https://openalex.org/W2002492226
  • https://openalex.org/W2004181413
  • https://openalex.org/W2004254961
  • https://openalex.org/W2004583149
  • https://openalex.org/W2008407072
  • https://openalex.org/W2010009494
  • https://openalex.org/W2011475551
  • https://openalex.org/W2013603999
  • https://openalex.org/W2016177577
  • https://openalex.org/W2033896866
  • https://openalex.org/W2036735937
  • https://openalex.org/W2051662925
  • https://openalex.org/W2089401685
  • https://openalex.org/W2095449747
  • https://openalex.org/W2097258876
  • https://openalex.org/W2098259424
  • https://openalex.org/W2124851837
  • https://openalex.org/W2125112034
  • https://openalex.org/W2128028466
  • https://openalex.org/W2142100540
  • https://openalex.org/W2164367233
  • https://openalex.org/W2401183552
  • https://openalex.org/W2413162567
  • https://openalex.org/W2519280903
  • https://openalex.org/W2577594514
  • https://openalex.org/W2605672947
  • https://openalex.org/W4289987558
  • https://openalex.org/W625781967
  • https://openalex.org/W950515816