YihE Kinase Is a Central Regulator of Programmed Cell Death in Bacteria

YihE Kinase是細菌程序性細胞死亡的中樞調控者

Dorsey-Oresto A, et al., 2013. Cell report. 3(2):528-37.

Speaker: Po-Sheng Tsai (蔡伯昇)                  Time: 15:10~16:00, May. 15, 2013

Commentator: Dr. I- Hsiu Huang (黃一修老師)     Place: Room 601

Abstract

細菌的壓力媒介程序性細胞死亡(PCD)是在單細胞細菌中執行的一種自毀行為，其可能可對於細菌族群提供選擇性的優點。另一方面，PCD可能可做為一種新穎的控制致病原的手段，並可限制新的抗藥性產生。因此，PCD的調控漸漸成為一個重要的議題。在這篇研究中，作者們報導了一個PCD的中樞調控者：YihE蛋白激酶，可保護大腸桿菌免於抗菌劑及某些環境性的壓力。ΔyihE突變株的存活率結果顯示：當缺乏YihE時，遭遇致死壓力時所造成的致死效應與Wild type（WT）相比有增加的情況，但兩者在對於壓力本身的抑菌活性感受性並沒有差異。而將其中必要的氨基酸殘基置換掉後所得沒有蛋白激酶活性的Yih並不能提供保護的效應，指出其蛋白激酶活性在對抗致死壓力的作用中有其重要性。作者進一步將MazEF剔除，做出ΔmazEF-ΔyihE突變株後，發現YihE突變株造成的存活率下降現象有回升的情況，暗示著YihE是透過對MazEF toxin-antitoxin (TA) module的負向調控作用來保護大腸桿菌免於PCD的作用。另外，在先前研究中就指出細菌中的PCD與reactive oxygen species (ROS) 的累積相關。本篇研究中顯示，加入氫氧自由基抑制劑可以減緩抗生素對大腸桿菌的致死效應，而此結果將YihE與ROS做了連結。此外，他們發現先前被認為是Cpx夾膜壓力反應系統調控者並參與YihE調控作用的CpxR並不是YihE的主要調控者。最後，他們將作為最初壓力刺激源的抗生素與氫氧自由基移除後發現仍有一種壓力後PCD的現象。一言以蔽之，此篇研究鑑定出大腸桿菌的YihE蛋白激酶是PCD的中樞調控者，並提供了壓力後PCD存在的證據，而此種調控作用是透過對於MazEF TA系統與ROS路徑的影響來達成。

References:

1.      Zheng et al., Crystal structure of a novel prokaryotic Ser/Thr kinase and its implication in the Cpx stress response pathway. 2007. Mol. Microbiol.63:1360–71.

2.      Han et al., Escherichia coli genes that reduce the lethal effects of stress. 2010. BMC Microbiol. 10: 35.