細胞極性決定因子の保存性が極鞭毛形成を適切に制御する

แนวคิดหลัก

細胞極性決定因子FipAが、極鞭毛形成に必要なFlhFの細胞極への局在化を制御する。

บทคัดย่อ

本研究では、極鞭毛を持つ細菌において、細胞極性決定因子FipAが極鞭毛形成に重要な役割を果たすことを明らかにした。

FipAは、SRP型GTPaseのFlhFと相互作用し、FlhFの細胞極への局在化を促進する。FipAは膜タンパク質で、その膜結合ドメインと保存された細胞質ドメインが、FlhFとの相互作用と極局在化に必要である。

FipAは、極性ランドマークタンパク質HubPとも協調して働き、FlhFの適切な極局在化を実現する。FipAの局在パターンは動的であり、鞭毛形成の開始に先立って極に集積する。

このように、FipAは細胞極への FlhFの招集と鞭毛形成の開始を調整する新しい経路を提供する。FipAは、細菌の極性と運動性を制御する上で重要な因子であることが示された。

สถิติ

細胞極への FlhFの局在化は、FipAの欠失により大幅に減少する。
FipAの膜結合ドメインの欠失は、鞭毛形成を完全に阻害する。
FipAの保存されたドメインの変異は、FlhFとの相互作用を阻害し、鞭毛形成を抑制する。

คำพูด

「FipAは、細胞極への FlhFの招集と鞭毛形成の開始を調整する新しい経路を提供する。」
「FipAは、細菌の極性と運動性を制御する上で重要な因子である。」

ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญจาก

A conserved cell-pole determinant organizes proper polar flagellum formation

by Arroyo-Perez... ที่ www.biorxiv.org 09-20-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.09.20.558563v3

สอบถามเพิ่มเติม

FipAはどのようなメカニズムでFlhFの活性化と局在化を促進しているのか?

FipAは、FlhFの活性化と局在化において重要な役割を果たす新しい因子として特定されています。FipAは、細胞膜に局在する小さな膜貫通タンパク質であり、FlhFと直接相互作用します。この相互作用は、FipAのC末端に位置する不明な機能のドメイン（DUF2802）に依存しており、FlhFの活性化に寄与します。具体的には、FipAはFlhFを細胞極にリクルートし、FlhFのGTP結合と二量体化を促進することで、FlhFの機能を刺激します。このプロセスにより、FlhFは細胞極に集まり、初期の鞭毛構成要素をリクルートして鞭毛合成を開始します。FipAが存在しない場合、FlhFの極への局在化は著しく減少し、鞭毛の形成が阻害されることが示されています。したがって、FipAはFlhFの活性化と局在化を促進することで、細菌の鞭毛合成を調整する重要な因子であると言えます。

FipAとHubPの協調作用の詳細な分子機構は何か?

FipAとHubPは、FlhFの極への局在化を促進するために協調して機能します。HubPは、細胞極のランドマークタンパク質として知られ、FlhFと相互作用することが示されています。FipAはFlhFと直接相互作用し、FlhFを細胞膜にリクルートする役割を果たします。一方、HubPはFlhFの極への局在化を助ける別の経路を提供します。FipAとHubPの両方が欠失した場合、FlhFは細胞内で均一に分布し、極への局在化が完全に失われることが観察されています。これは、FipAとHubPがそれぞれ異なるメカニズムでFlhFの極へのリクルートを促進し、相互に補完的な役割を果たしていることを示唆しています。HubPはFlhFの局在化を促進する一方で、FipAはFlhFの活性を高め、鞭毛合成を開始するための重要な因子として機能します。

FipAの動的な局在パターンは、細胞分裂やその他の細胞プロセスとどのように関連しているのか?

FipAの動的な局在パターンは、細胞分裂や鞭毛合成のタイミングと密接に関連しています。FipAは、細胞周期の進行に伴い、細胞極に特異的に局在する傾向があります。観察されたところによれば、FipAは細胞分裂の前後で極に集まり、鞭毛合成が開始されるタイミングで新しい極に移動します。この動的な局在は、FipAが鞭毛形成を「ライセンス」する役割を果たしていることを示唆しています。FipAの局在は、細胞分裂の進行に応じて変化し、細胞が新しい鞭毛を形成する準備が整ったことを示す指標となります。したがって、FipAの動的な局在パターンは、細胞分裂や鞭毛合成といった重要な細胞プロセスの調整に寄与していると考えられます。