Organization of Peptidoglycan Synthesis in Nodes and Separate Rings at Different Stages of Cell Division of <i>Streptococcus pneumoniae</i>
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Bacterial peptidoglycan (PG) synthesis requires strict spatial and temporal organization to reproduce specific cell shapes. In the ovoid-shaped, pathogenic bacterium Streptococcus pneumoniae ( Spn ), septal and peripheral (sidewall-like) PG synthesis occur simultaneously at midcell. To uncover the organization of proteins and activities that carry out these two modes of PG synthesis, we examined Spn cells vertically oriented onto their poles to image the division plane at the high lateral resolution of 3D-SIM (structured-illumination microscopy). Using fluorescent D-amino acid (FDAA) probes, we show that areas of new transpeptidase (TP) activity catalyzed by penicillin-binding proteins (PBPs) separate into a pair of concentric rings early in division, representing peripheral PG (pPG) synthesis (outer ring) and the leading-edge (inner ring) of septal PG (sPG) synthesis. Fluorescently tagged PBP2x or FtsZ locate primarily to the inner FDAA-marked ring, whereas PBP2b and FtsX remain in the outer ring, suggesting roles in sPG or pPG synthesis, respectively. Short pulses of FDAA labeling revealed an arrangement of separate regularly spaced “nodes” of TP activity around the division site of predivisional cells. Control experiments in wild-type and mutant strains support the interpretation of nodal spacing of TP activity, and statistical analysis confirmed that the number of nodes correlates with different ring diameters. This nodal pattern of FDAA labeling is conserved in other ovoid-shaped species. Tagged PBP2x, PBP2b, and FtsX proteins also exhibited nodal patterns with spacing comparable to that of FDAA labeling. Together, these results reveal a highly ordered PG synthesis apparatus in ovococcal bacteria at different stages of division. SIGNIFICANCE The spatial organization of PBPs and their TP activity at division septa is not well understood. In some bacteria, TP activity and PBP localization seem to be nodal (also called punctate), whereas in other bacteria, discrete foci of PBP activity are infrequently or not observed. Here we report two basic properties of the organization of PBPs and TP activity in the ovoid-shaped bacterium Spn . First, there is distinct spatial separation of the sPG machine, including FtsZ, from the pPG synthesis machine at the midcell of dividing Spn cells. Second, in predivisional cells, PBPs and TP activity are organized heterogeneously into regularly spaced nodes, whose number and dynamic distribution are likely driven by the PG synthesis of PBP:SEDS complexes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».