分枝杆菌严格反应中的表型异质性
摘要：微生物在受到压力时通常采取的一种生存策略是在等位基因微生物群体中产生表型异质性，使得一部分群体在压力下能够生存下来。最近的一项研究表明，营养耗竭下的分枝杆菌群体M. smegmatis出现了表型异质性。观察到的异质性以绿色荧光蛋白（GFP）表达水平的双峰分布形式呈现，其中GFP与rel基因的启动子融合。高rel活性的亚群启动了严格反应途径。本研究中，我们定量地表征了三个关键基因mprA、sigE和rel在严格反应途径中的单细胞启动子活性，其中GFP作为报告者。GFP分布的双峰性起源于两个稳定的表达状态，即双稳性。我们建立了一个理论模型来研究严格反应途径的动力学。该模型结合了基于正反馈和由蛋白质合成引起的细胞生长受阻的最近提出的双稳性机制。根据流式细胞术数据，我们确定了分枝杆菌群体中GFP水平分布在任何时间点的线性叠加两个不变分布，一个是高斯分布，另一个是对数正态分布，只有线性组合中的系数依赖于时间。这使得我们能够使用分箱算法并确定平均蛋白质水平的时间变化，亚群中的细胞比例以及变异系数，即基因表达噪声的衡量指标。理论模型的结果以及对流式细胞术数据的全面分析提供了明确的证据，证明了两个重叠蛋白质分布的亚群的共存。
作者：Sayantari Ghosh, Kamakshi Sureka, Bhaswar Ghosh, Indrani Bose, Joyoti Basu and Manikuntala Kundu
论文ID：1007.2070
分类：Subcellular Processes
分类简称：q-bio.SC
提交时间：2011-02-04