Published July 28, 2017 | Version v1
Publication Open

Identification of an operon involved in fluoride resistance in Enterobacter cloacae FRM

Creators

  • 1. Chinese Academy of Agricultural Sciences
  • 2. Biotechnology Research Institute
  • 3. Feed Research Institute

Description

Abstract Fluorine is ubiquitous and the most active non-metal element in nature. While many microorganisms have developed fluoride resistance as a result of the widespread and prolonged application of oral hygiene products, the mechanisms used by these organisms to overcome fluoride toxicity are incompletely understood. In this study, a fluoride-resistant strain, Enterobacter cloacae FRM, was identified which could grow well at a fluoride concentration of 4,000 mg/L. According to comparative genomics, transcriptome under fluoride stress, and sequence analyses of two fluoride-resistant fosmid clones, the genomic island GI3 was found to be important for fluoride resistance. The result of quantitative RT-PCR indicated that six genes on GI3, ppaC , uspA , eno , gpmA , crcB , and orf5249, which encode a fluoride transporter, fluoride-inhibited enzymes, and a universal stress protein, reside in an operon and are transcribed into two mRNAs activated by fluoride with a fluoride riboswitch. The results of knockout and complementation experiments indicated that these genes work together to provide high fluoride resistance to E. cloacae FRM. This study clarified the resistance mechanism of this high fluoride-resistant organism and has expanded our understanding of the biological effects of fluoride.

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

Translated Description (Arabic)

الفلور التجريدي موجود في كل مكان وهو العنصر غير المعدني الأكثر نشاطًا في الطبيعة. في حين أن العديد من الكائنات الحية الدقيقة قد طورت مقاومة للفلورايد نتيجة للتطبيق الواسع النطاق والمطول لمنتجات نظافة الفم، فإن الآليات التي تستخدمها هذه الكائنات للتغلب على سمية الفلورايد غير مفهومة تمامًا. في هذه الدراسة، تم تحديد سلالة مقاومة للفلوريد، Enterobacter cloacae FRM، والتي يمكن أن تنمو بشكل جيد عند تركيز الفلورايد البالغ 4000 مجم/لتر. وفقًا لعلم الجينوم المقارن، و transcriptome تحت إجهاد الفلورايد، وتحليلات تسلسل اثنين من مستنسخات fosmid المقاومة للفلورايد، وجد أن الجزيرة الجينومية GI3 مهمة لمقاومة الفلورايد. أشارت نتيجة RT - PCR الكمية إلى أن ستة جينات على GI3، و ppaC، و uspA ، و eno، و gpmA، و crcB، و orf5249، والتي تشفر ناقل الفلورايد، والإنزيمات المثبطة للفلورايد، وبروتين الإجهاد العالمي، توجد في مشغل ويتم نسخها إلى اثنين من الحمض النووي الريبوزي المرسال المنشط بالفلورايد مع مفتاح ريبوس فلورايد. أشارت نتائج تجارب الضربة القاضية والتكملة إلى أن هذه الجينات تعمل معًا لتوفير مقاومة عالية للفلوريد لـ E. cloacae FRM. أوضحت هذه الدراسة آلية المقاومة لهذا الكائن الحي عالي المقاومة للفلورايد ووسعت فهمنا للتأثيرات البيولوجية للفلورايد.

Translated Description (French)

Résumé Le fluor est omniprésent et l'élément non métallique le plus actif dans la nature. Alors que de nombreux micro-organismes ont développé une résistance au fluorure à la suite de l'application généralisée et prolongée de produits d'hygiène buccale, les mécanismes utilisés par ces organismes pour surmonter la toxicité du fluorure sont mal compris. Dans cette étude, une souche résistante au fluorure, Enterobacter cloacae FRM, a été identifiée et pourrait bien se développer à une concentration de fluorure de 4 000 mg/L. Selon la génomique comparative, le transcriptome sous stress de fluorure et les analyses de séquence de deux clones fosmidiques résistants au fluorure, l'îlot génomique GI3 s'est avéré important pour la résistance au fluorure. Le résultat de la RT-PCR quantitative a indiqué que six gènes sur GI3, ppaC , uspA , eno , gpmA, crcB et orf5249, qui codent un transporteur de fluorure, des enzymes inhibées par le fluorure et une protéine de stress universelle, résident dans un opéron et sont transcrits en deux ARNm activés par le fluorure avec un riboswitch de fluorure. Les résultats des expériences de knock-out et de complémentation ont indiqué que ces gènes travaillent ensemble pour fournir une résistance élevée au fluorure à E. cloacae FRM. Cette étude a clarifié le mécanisme de résistance de cet organisme hautement résistant au fluorure et a élargi notre compréhension des effets biologiques du fluorure.

Translated Description (Spanish)

Resumen El flúor es omnipresente y el elemento no metálico más activo en la naturaleza. Si bien muchos microorganismos han desarrollado resistencia al fluoruro como resultado de la aplicación generalizada y prolongada de productos de higiene bucal, los mecanismos utilizados por estos organismos para superar la toxicidad del fluoruro no se comprenden completamente. En este estudio, se identificó una cepa resistente al fluoruro, Enterobacter cloacae FRM, que podría crecer bien a una concentración de fluoruro de 4.000 mg/L. De acuerdo con la genómica comparativa, el transcriptoma bajo estrés por fluoruro y los análisis de secuencia de dos clones de fósmidos resistentes al fluoruro, se encontró que la isla genómica GI3 era importante para la resistencia al fluoruro. El resultado de la RT-PCR cuantitativa indicó que seis genes en GI3, ppaC , uspA , eno , gpmA , crcB y orf5249, que codifican un transportador de fluoruro, enzimas inhibidas por fluoruro y una proteína de estrés universal, residen en un operón y se transcriben en dos ARNm activados por fluoruro con un riboswitch de fluoruro. Los resultados de los experimentos de inactivación y complementación indicaron que estos genes trabajan juntos para proporcionar una alta resistencia al fluoruro a E. cloacae FRM. Este estudio aclaró el mecanismo de resistencia de este organismo altamente resistente al fluoruro y ha ampliado nuestra comprensión de los efectos biológicos del fluoruro.

Files

s41598-017-06988-1.pdf.pdf

Files (1.7 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:e93343f1d59ab28831ae318758f50089
1.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحديد أوبيرون متورط في مقاومة الفلورايد في الأمعاء المجزأة FRM
Translated title (French)
Identification d'un opéron impliqué dans la résistance au fluorure chez Enterobacter cloacae FRM
Translated title (Spanish)
Identificación de un operón implicado en la resistencia al fluoruro en Enterobacter cloacae FRM

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2736558481
DOI
10.1038/s41598-017-06988-1

Is supplement to
https://openalex.org/W4206042278 (Other)
https://openalex.org/W3161298176 (Other)
https://openalex.org/W2741414450 (Other)
https://openalex.org/W2512215934 (Other)
https://openalex.org/W2381865407 (Other)
https://openalex.org/W2374089688 (Other)
https://openalex.org/W2355011483 (Other)
https://openalex.org/W2351563585 (Other)
https://openalex.org/W2152942230 (Other)
https://openalex.org/W2089714521 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1519401084
  • https://openalex.org/W1531374249
  • https://openalex.org/W1911391407
  • https://openalex.org/W1967779392
  • https://openalex.org/W1970806949
  • https://openalex.org/W1975715632
  • https://openalex.org/W1976933245
  • https://openalex.org/W1989743311
  • https://openalex.org/W2008040088
  • https://openalex.org/W2019410656
  • https://openalex.org/W2051859841
  • https://openalex.org/W2089609186
  • https://openalex.org/W2096118116
  • https://openalex.org/W2097706568
  • https://openalex.org/W2101672296
  • https://openalex.org/W2107277218
  • https://openalex.org/W2113054340
  • https://openalex.org/W2120263648
  • https://openalex.org/W2122914162
  • https://openalex.org/W2132502501
  • https://openalex.org/W2133253129
  • https://openalex.org/W2137015675
  • https://openalex.org/W2149429041
  • https://openalex.org/W2150419549
  • https://openalex.org/W2154044807
  • https://openalex.org/W2158381555
  • https://openalex.org/W2158714788
  • https://openalex.org/W2160969485
  • https://openalex.org/W2162340160
  • https://openalex.org/W2166699767
  • https://openalex.org/W2169929748
  • https://openalex.org/W2170488656
  • https://openalex.org/W2192080449
  • https://openalex.org/W2336785885
  • https://openalex.org/W2529401399
  • https://openalex.org/W2556635453
  • https://openalex.org/W2561961415
  • https://openalex.org/W4250052351