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The AbrB2 autorepressor, expressed from an atypical promoter, represses the hydrogenase operon to regulate hydrogen production in Synechocystis strain PCC6803

Authors :
Corinne Cassier-Chauvat
Samer Sakr
Marcia Ortega-Ramos
Hervé Bottin
Franck Chauvat
Christophe Leplat
Jérémy Dutheil
Panatda Saenkham
Laurent Cournac
Biologie et Biotechnologie des Cyanobactéries ( B2CYA )
Département Microbiologie ( Dpt Microbio )
Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC )
Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC )
Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Biologie végétale et microbiologie environnementale - UMR7265 ( BVME )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Aix Marseille Université ( AMU )
Biologie et Biotechnologie des Cyanobactéries (B2CYA)
Département Microbiologie (Dpt Microbio)
Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Biologie végétale et microbiologie environnementale - UMR7265 (BVME)
Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM)
Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Journal of Bacteriology, Journal of Bacteriology, American Society for Microbiology, 2012, 194 (19), pp.5423-33. 〈10.1128/JB.00543-12〉, Journal of Bacteriology, 2012, 194 (19), pp.5423-33. ⟨10.1128/JB.00543-12⟩, Journal of Bacteriology, American Society for Microbiology, 2012, 194 (19), pp.5423-33. ⟨10.1128/JB.00543-12⟩
Publication Year :
2012
Publisher :
HAL CCSD, 2012.

Abstract

We have thoroughly investigated the abrB2 gene (sll0822) encoding an AbrB-like regulator in the wild-type strain of the model cyanobacterium Synechocystis strain PCC6803. We report that abrB2 is expressed from an active but atypical promoter that possesses an extended −10 element (TGTAATAT) that compensates for the absence of a −35 box. Strengthening the biological significance of these data, we found that the occurrence of an extended −10 promoter box and the absence of a −35 element are two well-conserved features in abrB2 genes from other cyanobacteria. We also show that AbrB2 is an autorepressor that is dispensable to cell growth under standard laboratory conditions. Furthermore, we demonstrate that AbrB2 also represses the hox operon, which encodes the Ni-Fe hydrogenase of biotechnological interest, and that the hox operon is weakly expressed even though it possesses the two sequences resembling canonical −10 and −35 promoter boxes. In both the AbrB2-repressed promoters of the abrB2 gene and the hox operon, we found a repeated DNA motif [TT-(N 5 )-AAC], which could be involved in AbrB2 repression. Supporting this hypothesis, we found that a TT-to-GG mutation of one of these elements increased the activity of the abrB2 promoter. We think that our abrB2 -deleted mutant with increased expression of the hox operon and hydrogenase activity, together with the reporter plasmids we constructed to analyze the abrB2 gene and the hox operon, will serve as useful tools to decipher the function and the regulation of hydrogen production in Synechocystis .

Details

Language :
English
ISSN :
00219193 and 10985530
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Bacteriology, Journal of Bacteriology, American Society for Microbiology, 2012, 194 (19), pp.5423-33. 〈10.1128/JB.00543-12〉, Journal of Bacteriology, 2012, 194 (19), pp.5423-33. ⟨10.1128/JB.00543-12⟩, Journal of Bacteriology, American Society for Microbiology, 2012, 194 (19), pp.5423-33. ⟨10.1128/JB.00543-12⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....dc0d3b0b97979e3736e2823c35a8b5c2
Full Text :
https://doi.org/10.1128/JB.00543-12〉