Bacterial Cold Shock Proteins as a Factor of Adaptation to Stresses

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Bacteria have evolved a number of mechanisms to cope with stresses and adapt to changing environmental conditions. A family of bacterial proteins containing a functional cold shock domain are highly conserved nucleic acid-binding proteins that modulate transcription and post-transcriptional events in bacteria. For many bacteria, these proteins have been shown to regulate the expression of various genes involved in virulence and resistance of bacteria to stresses. The review discusses the new data on the mechanisms of action and the roles of cold shock proteins in the regulation of expression in intracellular bacterial pathogens.

About the authors

A. S. Grigorov

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: artgrigorov@gmail.com
Russia, 117997, Moscow, ul. Miklukho-Maklaya 16/10

T. L. Azhikina

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: artgrigorov@gmail.com
Russia, 117997, Moscow, ul. Miklukho-Maklaya 16/10

References

  1. Link T.M., Valentin-Hansen P., Brennana R.G. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009. V. 106. P. 19292–19297. https://doi.org/10.1073/PNAS.0908744106
  2. Vogel J., Luisi B.F. // Nat. Rev. Microbiol. 2011. V. 9. P. 578–589. https://doi.org/10.1038/NRMICRO2615
  3. Smirnov A., Förstner K.U., Holmqvist E., Otto A., Günster R., Becher D., Reinhardt R., Vogel J. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2016. V. 113. P. 11591–11596. https://doi.org/10.1073/pnas.1609981113
  4. Smirnov A., Wang C., Drewry L.L., Vogel J. // EMBO J. 2017. V. 36. P. 1029–1045. https://doi.org/10.15252/EMBJ.201696127
  5. Ermolenko D.N., Makhatadze G.I. // Cell. Mol. Life Sci. 2002. V. 59. P. 1902–1913. https://doi.org/10.1007/PL00012513
  6. Schindelin H., Jiang W., Inouye M., Heinemann U. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1994. V. 91. P. 5119–5123. https://doi.org/10.1073/PNAS.91.11.5119
  7. Rennella E., Sára T., Juen M., Wunderlich C., Imbert L., Solyom Z., Favier A., Ayala I., Weinhäupl K., Schanda P., Konrat R., Kreutz C., Brutscher B. // Nucleic Acids Res. 2017. V. 45. P. 4255–4268. https://doi.org/10.1093/NAR/GKX044
  8. Horn G., Hofweber R., Kremer W., Kalbitzer H.R. // Cell. Mol. Life Sci. 2007. V. 64. P. 1457–1470. https://doi.org/10.1007/S00018-007-6388-4
  9. Goldstein J., Pollitt N.S., Inouye M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1990. V. 87. P. 283–287. https://doi.org/10.1073/PNAS.87.1.283
  10. Yamanaka K., Inouye M. // J. Bacteriology. 1997. V. 179. P. 5126–5130. https://doi.org/10.1128/JB.179.16.5126-5130.1997
  11. Yu T., Keto-Timonen R., Jiang X., Virtanen J.P., Korkeala H. // Int. J. Mol. Sci. 2019. V. 20. P. 4059. https://doi.org/10.3390/IJMS20164059
  12. Jiang W., Hou Y., Inouye M. // J. Biol. Chem. 1997. V. 272. P. 196–202. https://doi.org/10.1074/JBC.272.1.196
  13. Giangrossi M., Gualerzi C.O., Pon C.L. // Biochimie. 2001. V. 83. P. 251–259. https://doi.org/10.1016/S0300-9084(01)01233-0
  14. Jones P.G., Krah R., Tafuri S.R., Wolffe A.P. // J. Bacteriol. 1992. V. 174. P. 5798–5802. https://doi.org/10.1128/JB.174.18.5798-5802.1992
  15. Bae W., Xia B., Inouye M., Severinov K. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. V. 97. P. 7784–7789. https://doi.org/10.1073/pnas.97.14.7784
  16. Bae W., Jones P.G., Inouye M. // J. Bacteriology. 1997. V. 179. P. 7081–7088. https://doi.org/10.1128/JB.179.22.7081-7088.1997
  17. Wu L., Ma L., Li X., Huang Z., Gao X. // Mol. Plant Pathol. 2019. V. 20. P. 382–391. https://doi.org/10.1111/MPP.12763
  18. la Teana A., Brandi A., Falconi M., Spurio R., Pon C.L., Gualerzi C.O. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1991. V. 88. P. 10907–10911. https://doi.org/10.1073/PNAS.88.23.10907
  19. Hwang J., Severinov K., Phadtare S., Inouye M. // Gen. Cells. 2003. V. 8. P. 801–810. https://doi.org/10.1046/j.1365-2443.2003.00675.x
  20. Caballero C.J., Menendez-Gil P., Catalan-Moreno A., Vergara-Irigaray M., García B., Segura V., Irurzun N., Villanueva M., de Los Mozos I.R., Solano C., Lasa I., Toledo-Arana A. // Nucleic. Acids Res. 2018. V. 46. P. 1345. https://doi.org/10.1093/NAR/GKX1284
  21. Zhang Y., Burkhardt D.H., Rouskin S., Li G.W., Weissman J.S., Gross C.A. // Mol. Cell. 2018. V. 70. P. 274.e7–286.e7. https://doi.org/10.1016/J.MOLCEL.2018.02.035
  22. Choi J., Salvail H., Groisman E.A. // Nucleic. Acids Res. 2021. V. 49. P. 11614–11628. https://doi.org/10.1093/NAR/GKAB992
  23. Hofweber R., Horn G., Langmann T., Balbach J., Kremer W., Schmitz G., Kalbitzer H.R. // FEBS J. 2005. V. 272. P. 4691–4702. https://doi.org/10.1111/J.1742-4658.2005.04885.X
  24. Faßhauer P., Busche T., Kalinowski J., Mäder U., Poehlein A., Daniel R., Stülke J. // Microorganisms. 2021. V. 9. P. 1434. https://doi.org/10.3390/microorganisms9071434
  25. Michaux C., Holmqvist E., Vasicek E., Sharan M., Barquist L., Westermann A.J., Gunn J.S., Vogel J. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2017. V. 114. P. 6824–6829. https://doi.org/10.1073/pnas.1620772114
  26. Prezza G., Ryan D., Mädler G., Reichardt S., Barquist L., Westermann A.J. // Mol. Microbiol. 2022. V. 117. P. 67–85. https://doi.org/10.1111/MMI.14793
  27. Płociński P., Macios M., Houghton J., Niemiec E., Płocińska R., Brzostek A., Słomka M., Dziadek J., Young D., Dziembowski A. // Nucl. Acids Res. 2019. V. 47. P. 5892–5905. https://doi.org/10.1093/NAR/GKZ251
  28. Feng Y., Huang H., Liao J., Cohen S.N. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. P. 31651–31656. https://doi.org/10.1074/JBC.M102855200
  29. Loepfe C., Raimann E., Stephan R., Tasara T. // Foodborne Pathogens Dis. 2010. V. 7. P. 775–783. https://doi.org/10.1089/FPD.2009.0458
  30. Schmid B., Klumpp J., Raimann E., Loessner M.J., Stephan R., Tasara T. // Appl. Environ. Microbiol. 2009. V. 75. P. 1621–1627. https://doi.org/10.1128/AEM.02154-08
  31. Eshwar A.K., Guldimann C., Oevermann A., Tasara T. // Front. Cell. Infect. Microbiol. 2017. V. 7. P. 453. https://doi.org/10.3389/fcimb.2017.00453
  32. Portnoy D.A., Suzanne Jacks P., Hinrichs D.J. // J. Exp. Med. 1988. V. 167. P. 1459–1471. https://doi.org/10.1084/JEM.167.4.1459
  33. Slepkov E.R., Bitar A.P., Marquis H. // Biochem. J. 2010. V. 432. P. 557–566. https://doi.org/10.1042/BJ20100557
  34. Glomski I.J., Gedde M.M., Tsang A.W., Swanson J.A., Portnoy D.A. // J. Cell. Biol. 2002. V. 156. P. 1029–1038. https://doi.org/10.1083/JCB.200201081
  35. Kocks C., Gouin E., Tabouret M., Berche P., Ohayon H., Cossart P. // Cell. 1992. V. 68. P. 521–531. https://doi.org/10.1016/0092-8674(92)90188-I
  36. Welch M.D., Iwamatsu A., Mitchison T.J. // Nature. 1997. V. 385. P. 265–269. https://doi.org/10.1038/385265a0
  37. Travier L., Guadagnini S., Gouin E., Dufour A., Chenal-Francisque V., Cossart P., Olivo-Marin J.C., Ghigo J.M., Disson O., Lecuit M. // PLoS Pathog. 2013. V. 9. P. e1003131. https://doi.org/10.1371/JOURNAL.PPAT.1003131
  38. Crawford R.W., Rosales-Reyes R., Ramírez-Aguilar M.D.L.L., Chapa-Azuela O., Alpuche-Aranda C., Gunn J.S. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. P. 4353–4358. https://doi.org/10.1073/pnas.1000862107
  39. Ray S., da Costa R., Das M., Nandi D. // J. Biol. Chem. 2019. V. 294. P. 9084–9099. https://doi.org/10.1074/JBC.RA119.008209
  40. Batte J.L., Samanta D., Elasri M.O. // Microbiology (Reading). 2016. V. 162. P. 575–589. https://doi.org/10.1099/MIC.0.000243
  41. Pandey S., Sahukhal G.S., Elasri M.O. // J. Bacteriol. 2019. V. 201. https://doi.org/10.1128/JB.00417-19
  42. Wang Z., Wang S., Wu Q. // FEMS Microbiol. Lett. 2014. V. 354. P. 27–36. https://doi.org/10.1111/1574-6968.12430
  43. Wang Z., Liu W., Wu T., Bie P., Wu Q. // Sci. China Life Sci. 2016. V. 59. P. 417–424. https://doi.org/10.1007/S11427-015-4981-6
  44. Weldingh K., Andersen P. // FEMS Immunol. Med. Microbiol. 1999. V. 23. P. 159–164. https://doi.org/10.1111/J.1574-695X.1999.TB01235.X
  45. D’Auria G., Esposito C., Falcigno L., Calvanese L., Iaccarino E., Ruggiero A., Pedone C., Pedone E., Berisio R. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2010. V. 402. P. 693–698. https://doi.org/10.1016/J.BBRC.2010.10.086
  46. Kumar A., Alam A., Tripathi D., Rani M., Khatoon H., Pandey S., Ehtesham N.Z., Hasnain S.E. // Semin. Cell Dev. Biol. 2018. V. 84. P. 147–157. https://doi.org/10.1016/J.SEMCDB.2018.01.003
  47. Huang L., Liu W., Jiang Q., Zuo Y., Su Y., Zhao L., Qin Y., Yan Q. // Front. Cell. Infect. Microbiol. 2018. V. 8. P. 207. https://doi.org/10.3389/FCIMB.2018.00207/BIBTEX
  48. Huang L., Zhao L., Qi W., Xu X., Zhang J., Zhang J., Yan Q. // Aquaculture. 2020. V. 518. P. 734861. https://doi.org/10.1016/J.AQUACULTURE.2019.734861
  49. Liu Y., Tan X., Cheng H., Gong J., Zhang Y., Wang D., Ding W. // Microb. Pathog. 2020. V. 142. P. 104091. https://doi.org/10.1016/J.MICPATH.2020.104091
  50. Schwenk S., Arnvig K.B. // Pathogens Dis. 2018. V. 76. P. 35. https://doi.org/10.1093/FEMSPD/FTY035
  51. Wexler A.G., Goodman A.L. // Nat. Microbiol. 2017. V. 2. P. 1–11. https://doi.org/10.1038/nmicrobiol.2017.26

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (496KB)
3.

Download (50KB)
4.

Download (45KB)
5.

Download (76KB)
6.

Download (73KB)
7.

Download (39KB)
8.

Download (86KB)
9.

Download (34KB)
10.

Download (53KB)
11.

Download (190KB)

Copyright (c) 2023 А.С. Григоров, Т.Л. Ажикина

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».