RESUMO

Both prokaryotes and eukaryotes respond to a decrease in temperature with the expression of a specific subset of proteins. Although a large body of information concerning cold shock-induced genes has been gathered, studies on temperature regulation have not clearly identified the key regulatory factor(s) responsible for thermosensing and signal transduction at low temperatures. Here we identified a two-component signal transduction system composed of a sensor kinase, DesK, and a response regulator, DesR, responsible for cold induction of the des gene coding for the Delta5-lipid desaturase from Bacillus subtilis. We found that DesR binds to a DNA sequence extending from position -28 to -77 relative to the start site of the temperature-regulated des gene. We show further that unsaturated fatty acids (UFAs), the products of the Delta5-desaturase, act as negative signalling molecules of des transcription. Thus, a regulatory loop composed of the DesK-DesR two-component signal transduction system and UFAs provides a novel mechanism for the control of gene expression at low temperatures.

Assuntos

Bacillus subtilis/enzimologia , Proteínas de Ligação a DNA/fisiologia , Ácidos Graxos Dessaturases/genética , Regulação Bacteriana da Expressão Gênica , Regulação Enzimológica da Expressão Gênica , Proteínas de Neoplasias , Proteínas Nucleares/fisiologia , Proteínas Quinases/genética , Transdução de Sinais/fisiologia , Fusão Gênica Artificial , Bacillus subtilis/genética , Bacillus subtilis/fisiologia , Sequência de Bases , Temperatura Baixa , DNA Bacteriano/metabolismo , Ácidos Graxos Insaturados/metabolismo , Genes Bacterianos , Histidina Quinase , Óperon Lac , Dados de Sequência Molecular , Mutagênese , Óperon , Regiões Promotoras Genéticas , Proteínas Quinases/metabolismo , RNA Bacteriano/biossíntese , RNA Mensageiro/biossíntese , Proteínas Repressoras , Fatores de Transcrição , Ativação Transcricional , beta-Galactosidase/genética , beta-Galactosidase/metabolismo