Protein aggregates carry non-genetic memory in bacteria after stresses
Loading...
Date
2020
Authors
Kukharenko, O.
Terzova, Vitaliia
Zubova, G.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Protein aggregation is related to the formation of oligomers and aggregates, leading to impaired
cellular processes. The protein aggregates formation is associated with pathologies and ageing
in eukaryotes whereas in bacteria aggregation causes dramatic changes in growth rate, stress
resistance and virulence, and eventually these aggregates play a functional role. Both cellular
and environmental factors enhance protein damage via aggregation, nonetheless, upon sublethal doses of proteotoxic environmental stressors, protein aggregates may improve cellular
robustness and carry a type of non-genetic memory of the previous stressors through several
generations. Emerging data on aggregated proteins, carrying non-genetic (epigenetic) traits,
show that protein-based inheritance is known within all three kingdoms of living organisms.
This review focuses on the protein aggregates as carriers of non-genetic memory in bacteria.
Агрегування білків пов’язане з утворенням олігомерів і комплексів, що призводять до порушень клітинних процесів. Утворення білкових агрегатів асоціюється з патологіями та старінням у еукаріотів, тоді як у бактерій цей процес викликає різкі зміни швидкості росту, стійкості до стресу і вірулентності.Проте, за певних обставин ці агрегати відіграють функціональнуроль. Фактори навколишнього середовища та внутрішньоклітинні фактори посилюють пошкодження білка за рахунок його скупчення, тим не менш, за сублетальних доз протеотоксичних стресових факторів навколишнього середовища, білкові агрегати можуть покращувати стійкість клітин та зберігати механізмиепігенетичної пам’яті про дію попередніх стресорів протягом декількох поколінь. Наведені дані про агреговані білки, що мають ознаки негенетичного (епігенетичного) спадкування, показують, що успадкування на основі білка відомо в усіх трьох царствах живих організмів. У цьому огляді увагу акцентовано на білкових агрегатах як носіях негенетичної пам’яті бактерій.
Агрегация белка связана с образованием олигомеров и агрегатов, что приводит к нарушениям клеточных процессов. Образование белковых агрегатов связано с патологиями и старением у эукариот, тогда как у бактерий агрегация вызывает резкие изменения скорости роста, устойчивости к стрессу и вирулентности, но в определенних обстоятельствах эти агрегаты играют функциональную роль. Факторы окружающей среды и внутриклеточные факторы усиливают повреждение белка за счет агрегации, тем не менее, при сублетальных дозах протеотоксических стрессовых факторов окружающей среды белковые агрегаты могут улучшать устойчивость клеткок и сохранять механизмы негенетической памятио предыдущих стрессорах в течение нескольких поколений. Приведенные в обзоре данные показывают, что агрегированные белки обладают признаками негенетического наследования, и этоявление распространено во всех трех царствах живых организмов. В этом обзоре основное внимание уделяется белковым агрегатам как носителям негенетической памяти у бактерий.
Агрегування білків пов’язане з утворенням олігомерів і комплексів, що призводять до порушень клітинних процесів. Утворення білкових агрегатів асоціюється з патологіями та старінням у еукаріотів, тоді як у бактерій цей процес викликає різкі зміни швидкості росту, стійкості до стресу і вірулентності.Проте, за певних обставин ці агрегати відіграють функціональнуроль. Фактори навколишнього середовища та внутрішньоклітинні фактори посилюють пошкодження білка за рахунок його скупчення, тим не менш, за сублетальних доз протеотоксичних стресових факторів навколишнього середовища, білкові агрегати можуть покращувати стійкість клітин та зберігати механізмиепігенетичної пам’яті про дію попередніх стресорів протягом декількох поколінь. Наведені дані про агреговані білки, що мають ознаки негенетичного (епігенетичного) спадкування, показують, що успадкування на основі білка відомо в усіх трьох царствах живих організмів. У цьому огляді увагу акцентовано на білкових агрегатах як носіях негенетичної пам’яті бактерій.
Агрегация белка связана с образованием олигомеров и агрегатов, что приводит к нарушениям клеточных процессов. Образование белковых агрегатов связано с патологиями и старением у эукариот, тогда как у бактерий агрегация вызывает резкие изменения скорости роста, устойчивости к стрессу и вирулентности, но в определенних обстоятельствах эти агрегаты играют функциональную роль. Факторы окружающей среды и внутриклеточные факторы усиливают повреждение белка за счет агрегации, тем не менее, при сублетальных дозах протеотоксических стрессовых факторов окружающей среды белковые агрегаты могут улучшать устойчивость клеткок и сохранять механизмы негенетической памятио предыдущих стрессорах в течение нескольких поколений. Приведенные в обзоре данные показывают, что агрегированные белки обладают признаками негенетического наследования, и этоявление распространено во всех трех царствах живых организмов. В этом обзоре основное внимание уделяется белковым агрегатам как носителям негенетической памяти у бактерий.
Description
Keywords
bacteria, protein aggregates, stress, article, білкові агрегати, бактерії, стрес, епігенетичне спадкування, белковые агрегаты, бактерии, стресс, эпигенетическое наследование
Citation
Kukharenko O. Ye. Protein aggregates carry non-genetic memory in bacteria after stresses / O. Ye. Kukharenko, V. O. Terzova, G. V. Zubova // Biopolymers and cell. - 2020. - Vol. 36, № 6. - P. 409-422.