Ruolo del fattore extra-citoplasmatico SigE nella regolazione dell’espressione genica in Mycobacterium tuberculosis

Bacteria respond to nutrient starvation by activating the stringent response, a stress signaling system that leads to metabolic remodeling and reduced growth rate. SigE, an extracytoplasmic function (ECF) sigma factor, was previously thought to be crucial for initiating the stringent response in Mycobacterium tuberculosis. However, with this project, we challenged this hypothesis. Using RNA sequencing, we compared the transcriptional responses of a sigE mutant and the wild-type strain in presence of low phosphate. Both strains exhibited a typical stringent response, including downregulation of ribosomal proteins and RNA polymerase. However, the sigE mutant also showed increased expression of genes involved in redox homeostasis, suggesting that it was unable to maintain redox balance in response to low phosphate. These findings indicate that SigE is not directly involved in initiating the stringent response but rather plays a role in protecting the cell from stress induced by low phosphate and stringent response activation. This results provides important insights into the mechanism of stringent response development and its potential role in Mycobacterium tuberculosis dormancy.

I batteri rispondono alla fame di nutrienti attivando la risposta stringente, un sistema di segnalazione dello stress che porta al rimodellamento metabolico e alla riduzione del tasso di crescita. In precedenza si riteneva che SigE, un fattore sigma a funzione extracitoplasmatica (ECF), fosse cruciale per l'avvio della risposta stringente in Mycobacterium tuberculosis. Con questo progetto, tuttavia, abbiamo messo in discussione questa ipotesi. Utilizzando il sequenziamento dell'RNA, abbiamo confrontato le risposte trascrizionali di un mutante sigE e del ceppo wild-type in presenza di bassi livelli di fosfato. Entrambi i ceppi hanno mostrato una tipica risposta stringente, che comprende l'inibizione della trascrizione delle proteine ribosomiali e della RNA polimerasi. Tuttavia, il mutante sigE ha mostrato anche un aumento dell'espressione di geni coinvolti nell'omeostasi redox, suggerendo che non era in grado di mantenere l'equilibrio redox in risposta al basso livello di fosfato. Questi risultati indicano che SigE non è direttamente coinvolto nell'avvio della risposta stringente, ma svolge piuttosto un ruolo di protezione della cellula dallo stress indotto dal basso livello di fosfato basso e dall'attivazione della risposta stringente. Questi risultati forniscono importanti indicazioni sul meccanismo di sviluppo della risposta stringente e sul suo potenziale ruolo nella dormienza di Mycobacterium tuberculosis.