Definición del regulón σW de Bacillus subtilis en ausencia de estrés

Las bacterias emplean factores sigma de función extracelular (ECF) para sus respuestas a los estrés ambientales. A pesar de la investigación intensiva, la disección molecular de los regulones de factores sigma ECF ha permanecido como un desafío principal debido a las superposiciones en los genes regulados por factores sigma ECF y los estímulos que activan los diferentes factores sigma ECF. Aquí hemos empleado arreglos de mosaico para distinguir el regulón ECF σ(W) de la bacteria grampositiva Bacillus subtilis de los regulones ECF σ(X), σ(Y) y σ(M) superpuestos. Para este propósito, perfilamos el transcriptoma de un mutante de B. subtilis sigW en condiciones no estresantes para seleccionar genes candidatos que están estrictamente regulados por σ(W). Bajo estas condiciones, σ(W) exhibe un nivel basal de actividad. Posteriormente, verificamos la dependencia de σ(W) de los genes candidatos comparando sus perfiles de transcripción con los datos de transcriptoma obtenidos con la cepa parental de B. subtilis 168 cultivada en 104 condiciones diferentes, incluyendo condiciones de estrés relevantes, como el choque salino. Además, investigamos los transcriptomas de cepas mutantes rasP o prsW que carecen de las proteasas implicadas en la degradación del factor anti-sigma σ(W) RsiW y la posterior activación del regulón σ(W). En conjunto, nuestros estudios identifican 89 genes como estrictamente regulados por σ(W), incluyendo varios genes para ARN no codificantes. Los efectos de las mutaciones rasP o prsW sobre la expresión de genes dependientes de σ(W) fueron relativamente leves, lo que implica que la transcripción dependiente de σ(W) en condiciones no estresantes no está estrictamente relacionada con RasP y PrsW. Por último, mostramos que el fenotipo pleiotrópico de las células mutantes rasP, que tienen defectos en el desarrollo de competencia, secreción de proteínas y producción de proteínas de membrana, no se refleja en el perfil de transcripción de estas células. Esto implica que RasP no solo es importante para la regulación transcripcional a través de σ(W), sino que esta proteasa de membrana también ejerce otras funciones regulatorias post-transcripcionales importantes.