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Mutagenic DNA repair potential in Pseudomonas spp., and characterization of the rulABPc operon from the highly mutable strain Pseudomonas cichorii 302959

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Abstract:

We assessed the tolerance to ultraviolet B (UVB; 290-320 nm) radiation and UVB-induced mutability in 28 Pseudomonas spp. and four Burkholderia cepacia strains. The UVB survival of 23 (72%) of the strains was elevated (>46% survival following irradiation with a 2250 J m-2 dose), and 17 (53%) strains were defined as mutable by UVB. A mutagenic DNA repair determinant was cloned and characterized from the highly mutable strain P. cichorii 302959 and shown by sequence analysis to be an allele of rulAB, a mutagenic DNA repair determinant previously characterized from Pseudomonas syringae. Phylogenetic analyses of RulA- and RulB-related sequences indicated that the sequences identified in environmental bacteria shared a common ancestor with UmuDC-like sequences from enteric bacteria but were considerably diverged. The dynamics of UVB-induced mutability to nalidixic acid resistance (NalR) and rifampicin resistance (RifR) were studied in replicate populations of P. cichorii 302959 subjected to a daily UVB dose of 2250 J m-2 for 14 consecutive days. While there was an initial spike in the frequency of NalR and RifR mutants recovered on Days 1 and 2 of two separate experiments, the frequencies were sharply reduced and then fluctuated throughout the duration of both experiments. These experimental results are intriguing because they point to the possibility that P. cichorii possesses additional mechanisms to curtail the induction of spontaneous mutants following repeated episodes of UVB irradiation.Key words: phyllosphere, UVB survival, UVB mutability, long-term mutability, translesion synthesis, Y family DNA polymerase.

Nous avons évalué la tolérance aux radiations UVB (290-320 nm) et la mutabilité induite par les UVB chez 28 souches de Pseudomonas spp. et quatre souches de Burkholderia cepacia. Le taux de survie aux UVB de 23 (72 %) des souches était élevé (>46 % de survie suite à une de dose de 2250 J m-2 de radiation), et 17 (53 %) des souches ont été définies comme mutables par les UVB. Un déterminant de réparation d'ADN mutagène a été cloné et caractérisé à partir de la souche fortement mutable P. cichorii 302959 et il fut démontré par analyse de la séquence que celui-ci était en fait une allèle de rulAB, un déterminant de réparation d'ADN mutagène préalablement caractérisé chez Pseudomonas syringae. Des analyses phylogénétiques de séquences liées à RulA et RulB ont indiqué que les séquences identifiées chez les bactéries environnementales partageaient un ancêtre commun avec des séquences semblables à UmuDC chez les bactéries entériques, mais avaient considérablement divergé. Nous avons étudié les dynamiques de la mutabilité de la résistance à l'acide nalidixique (NalR) et à la rifampicine (RifR) induites par les UVB dans des populations subdivisées de P. cichorii 302959 soumises à des doses d'UVB quotidiennes de 2250 J m-2 pendant 14 jours consécutifs. Bien qu'on nota un pic initial de la fréquence de mutants NalR et RifR recueillis aux jours 1 et 2 dans deux expériences distinctes, les fréquences ont nettement diminué et ont ensuite oscillé pendant toute la durée des deux expériences. Ces résultats expérimentaux sont intéressants puisqu'ils soulignent la possibilité que P. cichorii possède des mécanismes supplémentaires pour pallier à l'apparition de mutants spontanés suite à des sessions répétées d'irradiation aux UVB.Mots clés : phyllosphère, survie aux UVB, mutabilité aux UVB, mutabilité à long terme, synthèse trans-lésion, ADN polymérase de la famille Y.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2004

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  • 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.
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