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Enregistrement W4405703630 · doi:10.1128/mbio.02089-24

Evolutionary and functional divergence of Sfx, a plasmid-encoded H-NS homolog, underlies the regulation of IncX plasmid conjugation

2024· article· en· W4405703630 sur OpenAlexafffund
Avril Wang, Martha Cordova, William Wiley Navarre

Notice bibliographique

RevuemBio · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueAntibiotic Resistance in Bacteria
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaUniversity of TorontoUniversities Space Research AssociationOhio State University
Mots-clésPlasmidBiologyBacterial conjugationGeneticsPsychological repressionDNAFunctional divergenceRepressorGeneGenomeTranscription factor

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Conjugative plasmids are widespread among prokaryotes, highlighting their evolutionary success. Conjugation systems on most natural plasmids are repressed by default. The negative regulation of F-plasmid conjugation is partially mediated by the chromosomal nucleoid-structuring protein (H-NS). Recent bioinformatic analyses have revealed that plasmid-encoded H-NS homologs are widespread and exhibit high sequence diversity. However, the functional roles of most of these homologs and the selective forces driving their phylogenetic diversification remain unclear. In this study, we characterized the functionality and evolution of Sfx, a H-NS homolog encoded by the model IncX2 plasmid R6K. We demonstrate that Sfx, but not chromosomal H-NS, can repress R6K conjugation. Notably, we find evidence of positive selection acting on the ancestral Sfx lineage. Positively selected sites are located in the dimerization, oligomerization, and DNA-binding interfaces, many of which contribute to R6K repression activity-indicating that adaptive evolution drove the functional divergence of Sfx. We additionally show that Sfx can physically interact with various chromosomally encoded proteins, including H-NS, StpA, and Hha. Hha enhances the ability of Sfx to regulate R6K conjugation, suggesting that Sfx retained functionally important interactions with chromosomal silencing proteins. Surprisingly, the loss of Sfx does not negatively affect the stability or dissemination of R6K in laboratory conditions, reflecting the complexity of selective pressures favoring conjugation repression. Overall, our study sheds light on the functional and evolutionary divergence of a plasmid-borne H-NS-like protein, highlighting how these loosely specific DNA-binding proteins evolved to specifically regulate different plasmid functions.IMPORTANCEConjugative plasmids play a crucial role in spreading antimicrobial resistance and virulence genes. Most natural conjugative plasmids conjugate only under specific conditions. Therefore, studying the molecular mechanisms underlying conjugation regulation is essential for understanding antimicrobial resistance and pathogen evolution. In this study, we characterized the conjugation regulation of the model IncX plasmid R6K. We discovered that Sfx, a H-NS homolog carried by the plasmid, represses conjugation. Molecular evolutionary analyses combined with gain-of-function experiments indicate that positive selection underlies the conjugation repression activity of Sfx. Additionally, we demonstrate that the loss of Sfx does not adversely affect R6K maintenance under laboratory conditions, suggesting additional selective forces favoring Sfx carriage. Overall, this work underscores the impact of protein diversification on plasmid biology, enhancing our understanding of how molecular evolution affects broader plasmid ecology.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,672
Score d'incertitude au seuil0,237

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,226
Écart entre enseignants0,215 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations8
Publié2024
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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