SpoOA represses transcription of the cry toxin genes in Bacillus thuringiensis

Abstract

The DNA regions upstream from the genes encoding polypeptides of Bacillus thuringiensis subsp. israelensis larvicidal crystals (cry4A, cry4B, cry7 7A) contain sequences with similarities to the spoOA box of Bacillus subtilis (or 'OA' box) and the promoter recognized by the #-associated RNA polymerase of B. subtilis. Expression of cry-lacZ transcriptional fusions was analysed in various B. thuringiensis genetic backgrounds. The early transcription of the toxin genes was not sporulation-dependent, whereas the late-stage expression at tM was &dependent. Primer extension analysis confirmed that the c r y 4 and cry7 7-type toxin genes were weakly transcribed during the transition phase; expression analysis of a crylIA'-lacZ transcriptional fusion in B. subtilis sporulation mutants confirmed the involvement of the #-RNA polymerase. Primer extension analysis showed that in B. thuringiensis subsp. israelensis, the cry4A and cry77A gene transcription observed at the end of the growth stage was turned off at the beginning of the sporulation phase. The DNA region located upstream from the cry77A gene promoter including the putative 'OA' box was deleted. This led to a derepression of the expression of the cry77A operon. These results suggest that the cry4A, cry4B and cry77A toxin genes of B. thuringiensis subsp. israelensis are transcribed during the transition phase by the RNA polymerase associated with the # factor and are subject t o SpoOA repression.

Loss of Catabolite Repression Function of HPr, the Phosphocarrier Protein of the Bacterial Phosphotransferase System, Affects Expression of the cry4A Toxin Gene in Bacillus thuringiensis subsp. israelensis

“…As in Bacillus subtilis, the developmental process is temporally and spatially regulated at the transcriptional level in B. thuringiensis by successive activation of different factors (6). In B. thuringiensis, the 28 and 35 subunits of RNA polymerase are considered functionally equivalent to E K and E E , respectively, of B. subtilis and have been shown to direct toxin gene transcription during the sporulation phase (1). Most cry4A gene transcription occurs by the early sporulation-specific 35 protein, from a strong B. thuringiensis I promoter (35,36).…”

Modelos caracterizando a interação entre as toxinas da família Cry1A de Bacillus thuringiensis e o receptor BT-R1 de Manduca sexta

“…& Hilbert, D.W., 2004;Yoshisue, H. et al, 1995), cry8 (Du, L. et al, 2012), cry1 (Poncet, S. et al, 1997) e cry18 (Zhang, J. et al, 1998). A transcrição é iniciada por SigE no estágio inicial da esporulação e continuada por SigK no estágio tardio .…”

“…A transcrição é iniciada por SigE no estágio inicial da esporulação e continuada por SigK no estágio tardio . A ativação sucessiva destes dois fatores sigma na célula-mãe assegura uma transcrição intensa e contínua dos genes cry, o que permite a produção massiva de proteínas Cry durante a esporulação (Deng, C. et al, 2014 sobreposto ao promotor dependente de SigE em cry4 e cry11 (Poncet, S. et al, 1997;Yoshisue, H. et al, 1995); e na região intergênica entre a CDS de cry8E e um gene à montante, chamado orf1 (Du, L. et al, 2012). Portanto, não existe um modelo único que descreva a regulação da transcrição para todos os genes cry e os diversos padrões de expressão observados durante a esporulação dependem da combinação de promotores (Deng, C. et al, 2014).…”

“…foram encontradas à montante de alguns genes cry (4A, 4B e 11A) em Bti (Poncet, S. et al, 1997). Aparentemente, Spo0A pode regular negativamente (reprimir) e positivamente (ativar) a expressão de genes cry dependentes de esporulação, como foi mostrado para cry11A e cry1Ac, respectivamente (Poncet, S. et al, 1997;Yang, H. et al, 2012).…”

“…Aparentemente, Spo0A pode regular negativamente (reprimir) e positivamente (ativar) a expressão de genes cry dependentes de esporulação, como foi mostrado para cry11A e cry1Ac, respectivamente (Poncet, S. et al, 1997;Yang, H. et al, 2012). No entanto, em todos os casos a expressão de genes esporulantes foi bem mais reduzida em mutantes de spo0A do que na cepa selvagem.…”