Erhöhte Motilität von Escherichia coli durch Integration des Insertion Sequence Elements in die regulatorische Region des flhD Operons

Das flhD Operon ist das Masteroperon des flagellar regulon und ein globaler Regulator des Stoffwechsels. Die Genomsequenz des Escherichia coli K-12 Stammes MG1655 enthielt ein IS1-Insertionselement in der regulatorischen Region des flhD Promoters. Ein weiterer Stamm von MG1655 wurde vom E. coli Genetic Stock Center erhalten. Dieser Stamm enthielt Isolate, die schlecht motil waren und kein IS1-Element stromaufwärts des flhD Promoters hatten. Aus diesen Isolaten wurden motile Subpopulationen identifiziert, nachdem sie längere Zeit in Motilitätsagar inkubiert worden waren. Die gereinigten motilen Derivate enthielten ein IS5-Element-Insertion stromaufwärts des flhD Promoters, und die Schwarmraten waren siebenmal höher als die des ursprünglichen Isolats. Für ein motiles Derivat hatten sich die Transcript-Level des flhD um das 2,7-Fache erhöht, was zu einer 32-fachen Erhöhung des fliA-Transkripts und einer 65-fachen Erhöhung der flhB::luxCDABE-Expression von einem Promoter-Probenvektor führte. Eine Sammlung von häufig verwendeten Laborschlägen wurde auf IS-Element-Insertion und Motilität gescreent. Fünf Stämme (RP437, YK410, MC1000, W3110 und W2637) enthielten IS5-Elemente stromaufwärts des flhD Promoters an entweder von zwei Standorten. Dies korrelierte mit hohen Schwarmraten. Vier andere Stämme (W1485, FB8, MM294 und RB791) enthielten keine IS-Elemente in der regulatorischen Region des flhD und waren schlecht motil. Die Primerverlängerung ergab, dass der Transkriptionsstartpunkt von flhD durch die IS-Element-Insertionen nicht verändert wurde. Wir schlagen vor, dass die Insertion des IS-Elements die Transkription des flhD Operons aktivieren kann, indem sie die transkriptionale Repression reduziert.