Metabolic and chromosomal changes in a Bacillus subtilis whiA mutant

Het geconserveerde eiwit WhiA is aanwezig in de meeste Gram-positieve bacteriën en speelt een rol bij celdeling. WhiA bevat een DNA-bindend motief en is een transcriptieregulator van het belangrijke celdelingsgen ftsZ in actinomyceten. In Bacillus subtilis beïnvloedt de afwezigheid van WhiA zowel de celdeling als de chromosoomsegregatie; het eiwit reguleert echter geen enkel gen dat bij deze processen betrokken is. In deze studie onderzochten we drie alternatieve mechanismen waarmee WhiA zijn activiteit in B. subtilis zou kunnen uitoefenen en keken we of WhiA invloed heeft op (i) het centrale koolstofmetabolisme, (ii) de vetzuursamenstelling van het celmembraan of (iii) de chromosoomorganisatie. Mutaties in glycolytische enzymen blijken zowel de celdeling als de DNA-replicatie te beïnvloeden. Om het effect van WhiA op het koolstofmetabolisme te meten, testten we verschillende koolstofbronnen en maten we de exometaboloomfluxen. Dit toonde aan dat de afwezigheid van WhiA de glycolyse niet beïnvloedt, maar wel de pool van vertakte-keten vetzuurvoorlopers. Vanwege het effect van WhiA op chromosoomsegregatie onderzoeken we de chromosoomorganisatie in een ∆whiA-mutant met behulp van chromosoomconformatie-captuuranalyse (Hi-C). Dit onthulde een lokale vermindering van chromosoominteracties over korte afstand. Samen bieden deze bevindingen nieuwe mogelijkheden voor toekomstig onderzoek naar de werking van dit eiwit in de niet-actinomycete firmicuten.