Новые данные о репликации ДНК и делении клеток у Corynebacterium glutamicum
Исследование механизмов контроля репликации ДНК и клеточного деления у промышленно важной бактерии Corynebacterium glutamicum может помочь оптимизировать производство аминокислот.
Corynebacterium glutamicum — грамположительная почвенная бактерия, широко используемая в биотехнологии для крупномасштабного производства глутаминовой и других аминокислот. Однако её выходы ограничены относительно медленной скоростью роста по сравнению с такими бактериями, как Escherichia coli.
Используя микроскопию высокого разрешения для наблюдения за многими поколениями клеток, исследователи из LMU в Мюнхене под руководством профессора Марка Брамкампа обнаружили два ключевых аспекта:
Многочисленные репликационные вилки. Ранее считалось, что C. glutamicum не использует механизм «многочисленных вилок» (multifork replication), при котором новый раунд репликации ДНК начинается до завершения предыдущего. Новые данные опровергают это: бактерия способна к такому типу репликации. Это означает, что скорость репликации ДНК не является лимитирующим фактором для роста, и её, в принципе, можно увеличить.
Диплоидность. Клетки C. glutamicum в норме содержат два полных набора хромосом, то есть являются диплоидными, в то время как большинство бактерий — гаплоидны. Это состояние даёт преимущества, например, облегчает репарацию двуцепочечных разрывов ДНК, используя неповреждённую копию хромосомы в качестве матрицы. Учёты полагают, что диплоидность — это адаптация к условиям высокого стресса.
Поскольку C. glutamicum тесно связана с патогенами, вызывающими дифтерию, туберкулёз и лепру, понимание фундаментальных клеточных процессов у этого вида позволит делать прогнозы о режимах роста этих патогенов. Результаты также могут помочь в разработке новых методов лечения инфекций, основанных на ингибировании репликации ДНК.