Single-cell analysis reveals that cryptic prophage protease LfgB protects <i>Escherichia coli</i> during oxidative stress by cleaving antitoxin MqsA
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Although toxin/antitoxin (TA) systems are ubiquitous, beyond phage inhibition and mobile element stabilization, their role in host metabolism is obscure. One of the best-characterized TA systems is MqsR/MqsA of Escherichia coli , which has been linked previously to protecting gastrointestinal species during the stress it encounters from the bile salt deoxycholate as it colonizes humans. However, some recent whole-population studies have challenged the role of toxins such as MqsR in bacterial physiology since the mqsRA locus is induced over a hundred-fold during stress, but a phenotype was not found upon its deletion. Here, we investigate further the role of MqsR/MqsA by utilizing single cells and demonstrate that upon oxidative stress, the TA system MqsR/MqsA has a heterogeneous effect on the transcriptome of single cells. Furthermore, we discovered that MqsR activation leads to induction of the poorly characterized yfjXY ypjJ yfjZF operon of cryptic prophage CP4-57. Moreover, deletion of yfjY makes the cells sensitive to H 2 O 2 , acid, and heat stress, and this phenotype was complemented. Hence, we recommend yfjY be renamed to lfgB ( l ess f atality g ene B ). Critically, MqsA represses lfgB by binding the operon promoter, and LfgB is a protease that degrades MqsA to derepress rpoS and facilitate the stress response. Therefore, the MqsR/MqsA TA system facilitates the stress response through cryptic phage protease LfgB. IMPORTANCE The roles of toxin/antitoxin systems in cell physiology are few and include phage inhibition and stabilization of genetic elements; yet, to date, there are no single-transcriptome studies for toxin/antitoxin systems and few insights for prokaryotes from this novel technique. Therefore, our results with this technique are important since we discover and characterize a cryptic prophage protease that is regulated by the MqsR/MqsA toxin/antitoxin system in order to regulate the host response to oxidative stress.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| 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)
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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
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Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».