In Vitro の非四量体化 ZapA 変異体は、細菌細胞の分裂面に ZapB をリクルートすることができません

The In Vitro Non-Tetramerizing ZapA Mutant Is Unable to Recruit ZapB to the Division Plane In Vivo in .

• Nils Y Meiresonne
• Tanneke den Blaauwen

抄録

細菌の細胞分裂は、細胞中盤でのフィラメント温度感受性Z（FtsZ）トレッドミリングによって誘導されている。FtsZ自体は、異なる細胞プロセスに結合するFtsZ関連タンパク質（Zap）によって制御されています。Z-associated protein A (ZapA)は、FtsZの束縛を増強することが知られているが、Z-associated protein B (ZapB)と結合したMatPを介して染色体分離との同期リンクを形成している。ZapAは、おそらく細胞内で二量体や四量体として存在しています。本論文では、インビトロでは二量体しか形成できないZapA変異体（ZapA）を用いて、ZapAの多量体化状態がその相互作用相手や細胞分裂に及ぼす影響を調べた。蛍光顕微鏡とFörster共鳴エネルギー移動をin vivoで採用することにより、ZapAは欠失株を補完することができず、細胞内に拡散的に局在するが、細胞分裂機構の一部ではないFtsZとはまだ相互作用していることが示された。拡散的に局在するZapAは、存在下では単極性に局在するZapBをリクルートすることができない。興味深いことに、染色体と単極性のZapBの局在プロファイルは反相関している。本研究は、以前に報告されたin vitroでのZapAの多量体化のin vivoでの効果を確認し、ZapBと染色体の局在と連結に強い意味を持つことを明らかにすることで、より広い文脈に配置している。

Bacterial cell division is guided by filamenting temperature-sensitive Z (FtsZ) treadmilling at midcell. FtsZ itself is regulated by FtsZ-associated proteins (Zaps) that couple it to different cellular processes. Z-associated protein A (ZapA) is known to enhance FtsZ bundling but also forms a synchronizing link with chromosome segregation through Z-associated protein B (ZapB) and bound MatP. ZapA likely exists as dimers and tetramers in the cell. Using a ZapA mutant that is only able to form dimers in vitro (ZapA), this paper investigates the effects of ZapA multimerization state on its interaction partners and cell division. By employing fluorescence microscopy and Förster resonance energy transfer in vivo it was shown that ZapA is unable to complement a deletion strain and localizes diffusely through the cell but still interacts with FtsZ that is not part of the cell division machinery. The diffusely-localized ZapA is unable to recruit ZapB, which in its presence localizes unipolarly. Interestingly, the localization profiles of the chromosome and unipolar ZapB anticorrelate. The work presented here confirms previously reported in vitro effects of ZapA multimerization in vivo and places it in a broader context by revealing the strong implications for ZapB and chromosome localization and linkage.