Nguồn: Schaefer AL, Oda Y, Coutinho BG, Pelletier DA, Weiburg J, Venturi V, Greenberg EP, Harwood CS. 2016. A LuxR Homolog in a Cottonwood Tree Endophyte That Activates Gene Expression in Response to a Plant Signal or Specific Peptides. MBio. 2016 Aug 2;7(4). pii: e01101-16. doi: 10.1128/mBio.01101-16.

TÓM TẮT

Các thể đồng phân (homologs) của LuxR acyl-homoserine lactone (AHL) là phân tử receptor khi có tín hiệu có tính chất qui định “quorum-sensing”. Chúng biểu hiện phổ biến trong vi khuẩn thuộc Proteobacteria được người ta phân lập từ rễ cây “Eastern cottonwood” – tên khoa học là Populus deltoides. Rất nhiều mẫu phân lập của vi khuẩn này có tính chất “orphan LuxR homolog”, quan hệ rất gần với vi khuẩn OryR gây bệnh bạc lá lúa, đó là vi khuẩn Xanthomonas oryzae. Vi khuẩn OryR không phản ứng với tín hiệu AHL, nó phản ứng với một thành phần hợp chất chưa được biết rõ ràng của cây. Các tác giả của nghiên cứu này đã tìm thấy một dạng homolog của OryR, đó là PipR, trong nhóm sinh vật ký sinh cây “cottonwood” – đó là vi khuẩn Pseudomonas sp. chủng nòi GM79. Các gen cận kề với pipR mã hóa một “peptide transporter” có thuật ngữ là ABC (ATP-binding cassette) và những enzymes “peptidases”. Họ làm tinh sạch những peptidases có tính chất giả định ấy, PipA và AapA, rồi xác định các hoạt động của chúng theo lý thuyết. Một phân tử reporter có tên là “transcriptional pipA-gfp” đáp ứng với PipR luôn có mặt trong phần ướt của lá cây, nhưng không bị ảnh hưởng bởi AHLs, tương tự như trường hợp của OryR. Nhóm tác giả ghi nhận rằng PipR còn phản ứng với protein phân giải nước để kích hoạt sự thể hiện của pipA-gfp. Trong những peptides được khảo sát, “tripeptide Ser-His-Ser” biểu hiện hoạt tính của phân tử “inducer” nhưng phải ở trong điều kiện hàm lượng rất cao. Một phân tử đột biến “transporter” ABC peptide không có phản ứng gì trên phần ẩm ướt của lá, trên peptone, hoặc Ser-His-Ser, trong khi đó, đột biến của peptidase biểu hiện cao hơn thể nguyên thủy về pipA-gfp khi phản ứng với những tín hiệu kể trên. Nghiên cứu này cho thấy một mô phỏng mà trong đó, có sự di chuyển của một tín hiệu có tên là “peptidelike signal” vô cùng cần thiết để tương tác với PipR. Rồi PipR lại kích hoạt sự thể hiện của những gen mã hóa peptidase. Việc xác định được peptide ligand như vậy đối với PipR giúp người ta xác định các tín hiệu của thực vật đối với họ OryR của những protein có thuật ngữ khoa học là “orphan LuxR”.

Xem http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27486195

GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.

Hình 1  Vùng trên bộ genome của vi khuẩn Pseudomonas sp. GM79 xung quanh phân tử đồng dạng oryR là pipR (màu đỏ, PMI36_04623). Vùng này có chứa các gen được dự đoán là mã hóa các peptidases (màu vàng, PMI36_04622 và PMI36_04624). Phân tử ABC-type peptide transporter (màu xanh dương, PMI36_04617-04621). Có 5 peptide transporter genes mã hóa một periplasmic binding protein, hai protein NBD (nucleotide-binding domain), và hai protein TMD (transmembrane domain). Dấu cộng trước chữ số  nằm dưới các gen chỉ ra số bases tại vùng có tính chất “intergenic” phân ra các gen khác nhau; dấu trừ là phần chồng lấp lên nhau của hai gen.