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Differentially expressed genes after hyper- and hypo-salt stress in the halophilic archaeon Methanohalophilus portucalensis

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Abstract:

Methanohalophilus portucalensis FDF1 can grow over a range of external NaCl concentrations, from 1.2 to 2.9 mol/L. Differential gene expression in response to long-term hyper-salt stress (3.1 mol/L of NaCl) and hypo-salt stress (0.9 mol/L of NaCl) were compared by differential display RT-PCR. Fourteen differentially expressed genes responding to long-term hyper- or hypo-salt stress were detected, cloned, and sequenced. Several of the differentially expressed genes were related to the unique energy-acquiring methanogenesis pathway in this organism, including the transmembrane protein MttP, cobalamin biosynthesis protein, methenyl-H4MPT cyclohydrolase and monomethylamine methyltransferase. One signal transduction histidine kinase was identified from the hyper-salt stress cultures. Moreover, 3 known stress-response gene homologues - the DNA mismatch repair protein, MutS, the universal stress protein, UspA, and a member of the protein-disaggregating multichaperone system, ClpB - were also detected. The transcriptional analysis of these long-term salt stress response and adaptation-related genes for cells immediately after salt stress indicated that the expression of the energy metabolism genes was arrested during hyper-salt shock, while the chaperone clpB gene was stimulated by both hypo- and hyper-salt shock.

Methanohalophilus portucalensis FDF1 peut croître sur une gamme de concentrations externes de NaCl de 1,2 à 2,9 mol/L. L’expression génique différentielle en réponse à un stress hyper-salin (3,1 mol/L de NaCl) ou hypo-salin (0,9 mol/L de NaCl) prolongé a été comparée par tri d’ARNm par criblage différentiel. Quatorze gènes exprimés de façon différentielle répondant à un stress hyper-salin ou hypo-salin prolongé ont été détectés, clonés et séquencés. Plusieurs gènes exprimés de façon différentielle étaient reliés au sentier unique de méthanogenèse permettant un gain d’énergie chez cet organisme, notamment la protéine transmembranaire MttP, la protéine de synthèse de la cobalamine, la méthényl-H4MPT cyclohydrolase et la monométhylamine méthyltransférase. Une kinase d’histidine impliquée dans la transduction de signal a été identifiée chez les cultures placées en condition de stress hyper-salin. De plus, 3 homologues de gènes de stress ont été identifiés: la protéine de réparation des appariements d’ADN MutS, la protéine de stress UspA et un membre du système multi chaperon de désagrégation des protéines, ClpB. L’analyse des transcrits de ces gènes reliés à la réponse et à l’adaptation à long terme au stress salin, immédiatement après le stress salin, a indiqué que l’expression des gènes liés au métabolisme énergétique était cessée lors du stress hyper-salin, alors que celle du gène chaperon clpB était stimulée lors d’un choc hypo-salin ou hyper-salin.

Document Type: Research Article

Publication date: 2010-04-01

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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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