Skip to main content

Chromosome DNA fragmentation and excretion caused by defective prophage gene expression in the early-exponential-phase culture of Bacillus subtilis

Buy Article:

$50.00 plus tax (Refund Policy)

Abstract:

Bacillus subtilis 168 and its major autolysin mutant, AN8, were shown to excrete two size classes of DNA when cultured in Luria–Bertani medium. Pulsed-field gel electrophoresis of DNA harvested from the cell surface demonstrated the presence of 13-kb-long and circa 50-kb-long strands. Restriction digestion of both sizes of DNA resulted in a smearing pattern, as observed by agarose gel electrophoresis. Shotgun sequencing of DNase I partial digests of 50-kb DNA fragments revealed that the strands originate from various sites on the chromosome. SDS–PAGE analysis of cell surface fractions and culture supernatants demonstrated the presence of several proteins that were thought to be associated with the DNA. Of these, three major proteins were identified, i.e., XkdG, XkdK, and XkdM, by tandem mass spectrometry, all of which were proteins of a defective prophage PBSX residing in the Bacillus subtilis chromosome. Disruption of these PBSX genes resulted in a reduction of 13-kb fragment generation and excretion and also a great reduction of 50-kb fragment excretion. Electron microscopy showed that a few mature phages and numerous membrane vesicle-like particles existed in the cell surface fractions of strain 168. The present findings suggest that the spontaneous generation and excretion of chromosome DNA fragments in Bacillus subtilis are both closely related to the expression of defective prophage genes.Key words: chromosome fragmentation, DNA excretion, defective prophage, PBSX, horizontal gene transfer.

Nous avons démontré que la souche 168 de Bacillus subtilis et son mutant majeur pour l'autolysine, AN8, excrètent deux classes de tailles d'ADN dans un milieu de culture Luria–Bertani. Une électrophorèse en champ pulsé de l'ADN recueilli de la surface cellulaire a révélé la présence de brins de 13 kb et d'environ 50 kb de long. Une digestion de restriction des deux tailles d'ADN a donné une traînée en électrophorèse sur gel d'agarose. Un séquençage en aveugle de digestions partielles à la DNAse I des fragments de 50 kb a révélé que les brins provenaient de divers endroits sur le chromosome. Une analyse par SDS–PAGE des factions de la surface cellulaire et des surnageants de culture a révélé la présence de plusieurs protéines une possiblement associées avec l'ADN. Trois protéines majeures furent identifiées parmi celles-ci par spectrométrie de masse en tandem: XkdG, XkdK et XkdM. Ces protéines appartenaient toutes à un prophage PBSX défectueux résidant dans le chromosome de Bacillus subtilis. L'inactivation de ces gènes PBSX a entraîné la perte de la génération et de l'excrétion des fragments de 13 kb de même qu'une forte diminution de l'excrétion des fragments de 50 kb. La microscopie électronique a montré que quelques de phages matures et de nombreuses vésicules membranaires se retrouvaient dans la fraction de la surface cellulaire de la souche 168. Ces découvertes indiquent que la génération spontanée et l'excrétion de fragments d'ADN chromosomique chez Bacillus subtilis sont toutes deux fortement liées à l'expression de gènes d'un prophage défectueux.Mots clés : fragmentation chromosomique, excrétion d'ADN, prophage défectueux, PBSX, transfert génique horizontal.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2003

More about this publication?
  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
  • Information for Authors
  • Submit a Paper
  • Subscribe to this Title
  • Terms & Conditions
  • Sample Issue
  • Reprints & Permissions
  • ingentaconnect is not responsible for the content or availability of external websites
nrc/cjm/2003/00000049/00000005/art00003
dcterms_title,dcterms_description,pub_keyword
6
5
20
40
5

Access Key

Free Content
Free content
New Content
New content
Open Access Content
Open access content
Subscribed Content
Subscribed content
Free Trial Content
Free trial content
Cookie Policy
X
Cookie Policy
ingentaconnect website makes use of cookies so as to keep track of data that you have filled in. I am Happy with this Find out more