Advanced

Studies of putative interaction partners for the cell polarity determinant DivIVA in Streptomyces coelicolor

Björkander, Staffan (2016) MOBN01 20161
Degree Projects in Molecular Biology
Abstract
Streptomyces species are filamentous bacteria from the phylum Actinobacteria in which cell elongation occurs at the poles of the cell. This differs from many other bacteria like Escherichia coli where cell elongation occurs by insertion of peptidoglycan in the lateral wall. An essential protein for polar growth in Streptomyces is the coil-coiled protein DivIVA. DivIVA has an essential role in orchestrating the peptidoglycan synthetic machinery at the hyphal tip and initiate the growth of new hyphal branches in the lateral wall. How these processes are initiated and regulated is not well understood. We therefore wanted to find new putative interaction partners to DivIVA. To do this a bacterial two-hybrid system (BACTH) was used. We... (More)
Streptomyces species are filamentous bacteria from the phylum Actinobacteria in which cell elongation occurs at the poles of the cell. This differs from many other bacteria like Escherichia coli where cell elongation occurs by insertion of peptidoglycan in the lateral wall. An essential protein for polar growth in Streptomyces is the coil-coiled protein DivIVA. DivIVA has an essential role in orchestrating the peptidoglycan synthetic machinery at the hyphal tip and initiate the growth of new hyphal branches in the lateral wall. How these processes are initiated and regulated is not well understood. We therefore wanted to find new putative interaction partners to DivIVA. To do this a bacterial two-hybrid system (BACTH) was used. We identified the S. coelicolor genes SCO5142, SCO1425, SCO2489, SCO1183 and SCO2094 as putative interaction partners to DivIVA. We determined the non-essential function of SCO5142 through gene deletion and investigated the in vivo localization of SCO2094 by fluorescence microscopy. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
DivIVA, ett protein med spetskompetens

Streptomyceter är jordbakterier som bildar mycel medförgrenade hyfer mycket likt hur många svampar växer. Bakterierna i detta släkte är kända producenter av antibiotika och omkring två tredjedelar av all antibiotika tillgänglig idag produceras av streptomyceter och deras släktingar. Förutom deras produktion av antibiotika så har streptomyceterna en unik livsstil där de skiftar mellan att vara ett växande mycel och att befinna sig i ett vilstadium som en spor. I sporform är bakterien resistent mot torka och avsaknad av näring. Detta tillstånd är fördelaktigt under svåra förhållanden, men då näring återfinns så kan sporen germinera, d.v.s. utvecklas till växande hyfer igen. Streptomyceter är... (More)
DivIVA, ett protein med spetskompetens

Streptomyceter är jordbakterier som bildar mycel medförgrenade hyfer mycket likt hur många svampar växer. Bakterierna i detta släkte är kända producenter av antibiotika och omkring två tredjedelar av all antibiotika tillgänglig idag produceras av streptomyceter och deras släktingar. Förutom deras produktion av antibiotika så har streptomyceterna en unik livsstil där de skiftar mellan att vara ett växande mycel och att befinna sig i ett vilstadium som en spor. I sporform är bakterien resistent mot torka och avsaknad av näring. Detta tillstånd är fördelaktigt under svåra förhållanden, men då näring återfinns så kan sporen germinera, d.v.s. utvecklas till växande hyfer igen. Streptomyceter är speciella i sin tillväxt då de, till skillnad mot majoriteten av bakteriearter, växer framförallt i spetsen av cellen, vilket kallas polär tillväxt. Andra bakterier, som t.ex. Escherichia coli, växer på längden genom att bygga in nytt cellväggsmaterial i cellens sidoväggar. Streptomyceter delar den unika polära tillväxten med andra närbesläktade bakterier som Mycobacterium tuberculosis. Då Mycobacterium tuberculosis är en mänsklig patogen så finns det ett stort intresse för en djupare förståelse för hur polär tillväxt går till.
Streptomyceters polära tillväxt är till stor del beroende av det essentiella proteinet DivIVA vars uppgift tros vara att rekrytera maskineriet som bygger upp bakteriens cellvägg, och har visat sig vara viktig för att starta nya grenar i den växande hyfen. DivIVA har studerats till viss utsträckning men det är fortfarande oklart hur proteinet regleras, och vilka andra faktor som spelar en roll i proteinets funktioner. På grund av detta ville vi finna proteiner som interagerar med DivIVA och som inte tidigare har kartlagts. För detta använde vi ett genetiskt system som kallas ett bakteriellt tvåhybridsystem vars funktion är att enkelt finna protein-protein interaktioner.
Projektet började med en screening i ett s.k. genomiskt bibliotek efter kloner som kodar för proteiner som visar interaktion med DivIVA. Fem nya potentiella interaktionspartners till DivIVA hittades med det förut nämnda tvåhybridsystemet. Vi ville bygga vidare på dessa fynd genom att repetera testerna med fullängdsversioner av generna for dessa potentiella interaktionspartners. Genom vidare tester fann vi att tre av dessa fem proteiner interagerar med DivIVA även i fullängdskonfiguration. För att vidare studera ett av dessa proteiner så valde vi att ta bort proteinets gen ifrån Streptomyces coelicolor. Vi upptäckte att genen inte verkar ha en essentiell roll i tillväxten för vår modelorganism. Slutligen var vi intresserade av att koppla ett fluorescerande protein till en av våra potentiella interaktionspartners för att undersöka hur proteinet lokaliserar sig inne i cellen. Vi lyckades dock inte lokalisera proteinet genom denna metod. I denna rapport så visar vi att dessa fem potentiella interaktionspartners kan ha en relevant interaktion med DivIVA, men att vidare studier behövs för att konfirmera detta.

Handledare: Klas Flärdh & Fanny Passot
Examensarbete – masterexamen 45 hp i molekylärbiologi, inriktning Mikrobiologi 2016
Biologiska institutionen, Lunds universitet (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Björkander, Staffan
supervisor
organization
course
MOBN01 20161
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
language
English
id
8891314
date added to LUP
2016-09-09 14:00:46
date last changed
2016-09-09 14:00:46
@misc{8891314,
  abstract     = {Streptomyces species are filamentous bacteria from the phylum Actinobacteria in which cell elongation occurs at the poles of the cell. This differs from many other bacteria like Escherichia coli where cell elongation occurs by insertion of peptidoglycan in the lateral wall. An essential protein for polar growth in Streptomyces is the coil-coiled protein DivIVA. DivIVA has an essential role in orchestrating the peptidoglycan synthetic machinery at the hyphal tip and initiate the growth of new hyphal branches in the lateral wall. How these processes are initiated and regulated is not well understood. We therefore wanted to find new putative interaction partners to DivIVA. To do this a bacterial two-hybrid system (BACTH) was used. We identified the S. coelicolor genes SCO5142, SCO1425, SCO2489, SCO1183 and SCO2094 as putative interaction partners to DivIVA. We determined the non-essential function of SCO5142 through gene deletion and investigated the in vivo localization of SCO2094 by fluorescence microscopy.},
  author       = {Björkander, Staffan},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Studies of putative interaction partners for the cell polarity determinant DivIVA in Streptomyces coelicolor},
  year         = {2016},
}