Global analysis of sRNA target genes in Mycoplasma hyopneumoniae

Background: Small RNAs (sRNAs) are noncoding molecules that regulate different cellular activities in several bacteria. The role of sRNAs in gene expression regulation is poorly characterized in the etiological agent of porcine enzootic pneumonia Mycoplasma hyopneumoniae. We performed a global analysis of the sRNAs, sRNA target genes and regulatory elements previously identified in their genome and analyzed the expression of some sRNAs and their target genes by quantitative RT-PCR (qPCR) in three different culture conditions. Results: Seven of the 145 sRNA target genes are organized as monocistronic genes (mCs) while the other 138 sRNA target genes are organized into transcriptional units (TU). The identification of transcriptional regulatory elements (promoter motif, DNA repeat sequence or intrinsic terminator) was verified in 116 of the 145 sRNA target genes. Moreover, the 29 sRNA target genes without regulatory elements revealed the presence of at least one regulatory element in the boundaries of the TU or in other internal genes of the TU. We verified that 16 sRNAs showed differential expression, seven in heat shock condition and 14 in oxidative stress condition. Analysis of the differential expression of the sRNA target genes showed that the tested sRNAs possibly regulate gene expression. The sRNA target genes were up- or down-regulated possibly in response to sRNA only under oxidative stress condition. Moreover, the sRNA target genes are involved in diverse processes of the cell, some of which could be linked to transcription processes and cell homeostasis. Conclusion: Our results indicate that bacterial sRNAs could regulate a number of targets with various outcomes, and different correlations between the levels of sRNA transcripts and their target gene mRNAs were found, which suggest that the regulation of gene expression via sRNAs may play an important role in mycoplasma

The Plant Growth-Promoting Bacteria Azospirillum amazonense: Genomic Versatility and Phytohormone Pathway

The rhizosphere bacterium Azospirillum amazonense associates with plant roots to promote plant growth. Variation in replicon numbers and rearrangements is common among Azospirillum strains, and characterization of these naturally occurring differences can improve our understanding of genome evolution. We performed an in silico comparative genomic analysis to understand the genomic plasticity of A. amazonense. The number of A. amazonense-specific coding sequences was similar when compared with the six closely related bacteria regarding belonging or not to the Azospirillum genus. Our results suggest that the versatile gene repertoire found in A. amazonense genome could have been acquired from distantly related bacteria from horizontal transfer. Furthermore, the identification of coding sequence related to phytohormone production, such as flavin-monooxygenase and aldehyde oxidase, is likely to represent the tryptophan-dependent TAM pathway for auxin production in this bacterium. Moreover, the presence of the coding sequence for nitrilase indicates the presence of the alternative route that uses IAN as an intermediate for auxin synthesis, but it remains to be established whether the IAN pathway is the Trp-independent route. Future investigations are necessary to support the hypothesis that its genomic structure has evolved to meet the requirement for adaptation to the rhizosphere and interaction with host plants

Transcrição em microplasmas : predição de terminadores

Mycoplasma hyopneumoniae é o agente etiológico da pneumonia enzoótica suína, uma enfermidade de distribuição mundial, responsável por consideráveis perdas econômicas. Este microrganismo possui um genoma reduzido com alto conteúdo de A+T e ausência de parede celular. Para investigar a patogênese de M. hyopneumoniae é importante entender seus mecanismos genéticos, porém, apesar do sequenciamento do genoma de várias linhagens (J, 7448, 7422, 232, 168 e 168-L), pouco se sabe sobre os mecanismos que regulam e controlam a expressão gênica neste microrganismo. Em M. hyopneumoniae 7448 foi previamente demonstrada a presença de sequências promotoras da transcrição no início de unidades transcricionais (UTs) e genes monocistrônicos (mCs). No entanto, o mecanismo de término da transcrição continua pouco conhecido em micoplasmas, vindo a ser o objeto de estudo neste trabalho. Para isto, foram utilizados três programas computacionais, ARNold, TransTermHP e WebGesTer, para predição de terminadores intrínsecos no genoma de M. hyopneumoniae 7448. Para a confirmação, os terminadores preditos foram classificados em classes de acordo com suas características estruturais e funcionais. Por meio das análises in silico, pôde ser confirmada a presença de terminadores em 63% dos 33 mCs e em 64% das UTs. As características padrão determinadas para os terminadores intrínsecos de M. hyopneumoniae 7448 foram: localização a uma distância entre -11 a 200 pb do códon de parada da tradução do gene alvo e possuir um valor de energia livre de Gibbs menor que -4 kcal/mol. Já a cauda poli-U não foi encontrada em nenhum dos terminadores confirmados. As análises de RT-PCR e qRT-PCR, demonstraram que os terminadores classes tc2, tc3 e tc4 possuem atividade funcional em micoplasmas. Estes resultados mostram que, apesar de divergirem do modelo de terminador de outras bactérias, como Escherichia coli, os terminadores de micoplasmas possuem atividade funcional. Assim, podemos sugerir que os terminadores intrínsecos sejam a principal forma de terminação da transcrição em M. hyopneumoniae 7448.Mycoplasma hyopneumoniae is the etiological agent of porcine enzootic pneumonia, a disease with global wide distribution and responsible for considerable economic losses.. This microorganism present a reduced genome with high A+T content and no cell wall. In order to investigate the pathogenesis of the M. hyopneumoniae it is important to understand its genetic mechanisms. Although the genome sequences of several lineages (J, 7448, 7422, 232, 168 e 168-L) have been described, the mechanisms that regulate and control gene expression in this organism are not fully understood. It has been previously demonstrated that the sequences that promote the transcription in M. hyopneumoniae 7448 are located at the 5’ end of the transcriptional units (UT) and monocistronic genes (mC). However, the termination mechanism of the transcription is still poorly understood in mycoplasmas such as M. hyopneumoniae 7448, justifying the chosen object of this study. In this work, three softwares were used to predict the intrinsic terminators in the M. hyopneumoniae 7448 genome: ARNold, TransTermHP, and WebGesTer. For confirmation, the predicted terminators were classified according to its functional and structural characteristics. Through in silico analysis it was possible to confirm the presence of terminators in 63% of the 33 mCs, and in 64% of the UTs. The characteristic patterns determined for the intrinsic terminators were localization between -11 and 200 bp distant from stop codon of the target gene and with a Gibbs free energy value of less than -4 kcal/mol. However, the poly(U) tail was not found in any confirmed terminator. The analysis by RT-PCR and qRT-PCR demonstrated that the terminators of class tc2, tc3 and tc4 are functionally active in M. hyopneumoniae. The results show that although diverging from the terminator model of other bacterial species, such as Escherichia coli, the terminators of mycoplasmas do have functional activity. Therefore, it is possible to suggest that the intrinsic terminators are the main form of transcription termination in M. hyopneumoniae 7448

Caracterização do sistema salRCBA para metabolização de salicina em Azospirillum amazonense

A espécie Azospirillum amazonense pertence à subclasse das proteobactérias e tem a capacidade de promover o crescimento vegetal de plantas (PGPR). Esta espécie é encontrada em associação com diversas culturas de importância econômica, sendo encontrada em cultivos de cana-de-açúcar e arroz. O sequenciamento do genoma de A. amazonense revelou a presença de um sistema para metabolização da salicina nesta espécie. Este trabalho demonstrou que o sistema salRCBA de A. amazonense é extremamente conservado entre as espécies que compartilham estes genes. As -glicosidases SalA e SalB pertencem a família 3 das glicosil-hidrolases, sendo SalA pertencente a subfamília AB e SalB classificada na subfamília AB’ por possuir sua região C-terminal truncada. SalC pertence a família FepA/PhuA de receptores de membrana externa (OMR), estando envolvida na captação da salicina em bactérias. Já SalR é um repressor transcricional da família LacI/GalR que modulam a regulação por meio de moléculas efetoras. A presença de atividade de - glicosidase em A. amazonense foi comprovada pelo crescimento da bactéria em meio de cultivo contendo salicina como fonte de carbono

Caracterização do sistema salRCBA para metabolização de salicina em Azospirillum amazonense

A espécie Azospirillum amazonense pertence à subclasse das proteobactérias e tem a capacidade de promover o crescimento vegetal de plantas (PGPR). Esta espécie é encontrada em associação com diversas culturas de importância econômica, sendo encontrada em cultivos de cana-de-açúcar e arroz. O sequenciamento do genoma de A. amazonense revelou a presença de um sistema para metabolização da salicina nesta espécie. Este trabalho demonstrou que o sistema salRCBA de A. amazonense é extremamente conservado entre as espécies que compartilham estes genes. As -glicosidases SalA e SalB pertencem a família 3 das glicosil-hidrolases, sendo SalA pertencente a subfamília AB e SalB classificada na subfamília AB’ por possuir sua região C-terminal truncada. SalC pertence a família FepA/PhuA de receptores de membrana externa (OMR), estando envolvida na captação da salicina em bactérias. Já SalR é um repressor transcricional da família LacI/GalR que modulam a regulação por meio de moléculas efetoras. A presença de atividade de - glicosidase em A. amazonense foi comprovada pelo crescimento da bactéria em meio de cultivo contendo salicina como fonte de carbono

ANÁLISE DE GENES RELACIONADOS AO METABOLISMO DE URÉIA E SALICINA EM AZOSPIRILLUM AMAZONENSE

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ANÁLISE DE GENES RELACIONADOS AO METABOLISMO DE URÉIA E SALICINA EM AZOSPIRILLUM AMAZONENSE

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Transcrição em microplasmas : predição de terminadores

Mycoplasma hyopneumoniae é o agente etiológico da pneumonia enzoótica suína, uma enfermidade de distribuição mundial, responsável por consideráveis perdas econômicas. Este microrganismo possui um genoma reduzido com alto conteúdo de A+T e ausência de parede celular. Para investigar a patogênese de M. hyopneumoniae é importante entender seus mecanismos genéticos, porém, apesar do sequenciamento do genoma de várias linhagens (J, 7448, 7422, 232, 168 e 168-L), pouco se sabe sobre os mecanismos que regulam e controlam a expressão gênica neste microrganismo. Em M. hyopneumoniae 7448 foi previamente demonstrada a presença de sequências promotoras da transcrição no início de unidades transcricionais (UTs) e genes monocistrônicos (mCs). No entanto, o mecanismo de término da transcrição continua pouco conhecido em micoplasmas, vindo a ser o objeto de estudo neste trabalho. Para isto, foram utilizados três programas computacionais, ARNold, TransTermHP e WebGesTer, para predição de terminadores intrínsecos no genoma de M. hyopneumoniae 7448. Para a confirmação, os terminadores preditos foram classificados em classes de acordo com suas características estruturais e funcionais. Por meio das análises in silico, pôde ser confirmada a presença de terminadores em 63% dos 33 mCs e em 64% das UTs. As características padrão determinadas para os terminadores intrínsecos de M. hyopneumoniae 7448 foram: localização a uma distância entre -11 a 200 pb do códon de parada da tradução do gene alvo e possuir um valor de energia livre de Gibbs menor que -4 kcal/mol. Já a cauda poli-U não foi encontrada em nenhum dos terminadores confirmados. As análises de RT-PCR e qRT-PCR, demonstraram que os terminadores classes tc2, tc3 e tc4 possuem atividade funcional em micoplasmas. Estes resultados mostram que, apesar de divergirem do modelo de terminador de outras bactérias, como Escherichia coli, os terminadores de micoplasmas possuem atividade funcional. Assim, podemos sugerir que os terminadores intrínsecos sejam a principal forma de terminação da transcrição em M. hyopneumoniae 7448.Mycoplasma hyopneumoniae is the etiological agent of porcine enzootic pneumonia, a disease with global wide distribution and responsible for considerable economic losses.. This microorganism present a reduced genome with high A+T content and no cell wall. In order to investigate the pathogenesis of the M. hyopneumoniae it is important to understand its genetic mechanisms. Although the genome sequences of several lineages (J, 7448, 7422, 232, 168 e 168-L) have been described, the mechanisms that regulate and control gene expression in this organism are not fully understood. It has been previously demonstrated that the sequences that promote the transcription in M. hyopneumoniae 7448 are located at the 5’ end of the transcriptional units (UT) and monocistronic genes (mC). However, the termination mechanism of the transcription is still poorly understood in mycoplasmas such as M. hyopneumoniae 7448, justifying the chosen object of this study. In this work, three softwares were used to predict the intrinsic terminators in the M. hyopneumoniae 7448 genome: ARNold, TransTermHP, and WebGesTer. For confirmation, the predicted terminators were classified according to its functional and structural characteristics. Through in silico analysis it was possible to confirm the presence of terminators in 63% of the 33 mCs, and in 64% of the UTs. The characteristic patterns determined for the intrinsic terminators were localization between -11 and 200 bp distant from stop codon of the target gene and with a Gibbs free energy value of less than -4 kcal/mol. However, the poly(U) tail was not found in any confirmed terminator. The analysis by RT-PCR and qRT-PCR demonstrated that the terminators of class tc2, tc3 and tc4 are functionally active in M. hyopneumoniae. The results show that although diverging from the terminator model of other bacterial species, such as Escherichia coli, the terminators of mycoplasmas do have functional activity. Therefore, it is possible to suggest that the intrinsic terminators are the main form of transcription termination in M. hyopneumoniae 7448