Zpět na hledání
| Identifikační kód | RIV/60077344:_____/21:00553274 |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce | Heliorhodopsin evolution is driven by photosensory promiscuity in monoderms. |
| Druh | J - Recenzovaný odborný článek (Jimp, Jsc a Jost) |
| Poddruh | J/A - Článek v odborném periodiku je obsažen v databázi Web of Science společností Thomson Reuters s příznakem „Article“, „Review“ nebo „Letter“ (Jimp) |
| Jazyk | eng - angličtina |
| Vědní obor | 10606 - Microbiology |
| Rok uplatnění | 2021 |
| Kód důvěrnosti údajů | S - Úplné a pravdivé údaje o výsledku nepodléhající ochraně podle zvláštních právních předpisů. |
| Počet výskytů výsledku | 3 |
| Počet tvůrců celkem | 8 |
| Počet domácích tvůrců | 4 |
| Výčet všech uvedených jednotlivých tvůrců | Paul-Adrian Bulzu (státní příslušnost: RO - Rumunsko, domácí tvůrce: A, researcherid: G-8748-2019) Rohit Ghai (státní příslušnost: IN - Indická republika, domácí tvůrce: A, orcid: 0000-0002-0591-6152, researcherid: E-7086-2012) Maria-Cecilia Chiriac (státní příslušnost: RO - Rumunsko, domácí tvůrce: A, researcherid: R-7093-2017) Vinicius Silva Kavagutti (státní příslušnost: BR - Brazilská federativní republika, domácí tvůrce: A, orcid: 0000-0002-1692-0042, researcherid: G-9109-2019) A.S. Andrei (státní příslušnost: CH - Švýcarská konfederace) K. Inoue (státní příslušnost: JP - Japonsko) H. Kandori (státní příslušnost: JP - Japonsko) C.D. Vavourakis (státní příslušnost: AT - Rakouská republika) |
| Popis výsledku v anglickém jazyce | Rhodopsins are light-activated proteins displaying an enormous versatility of function as cation/anion pumps or sensing environmental stimuli and are widely distributed across all domains of life. Even with wide sequence divergence and uncertain evolutionary linkages between microbial (type 1) and animal (type 2) rhodopsins, the membrane orientation of the core structural scaffold of both was presumed universal. This was recently amended through the discovery of heliorhodopsins (HeRs., type 3), that, in contrast to known rhodopsins, display an inverted membrane topology and yet retain similarities in sequence, structure, and the light-activated response. While no ion-pumping activity has been demonstrated for HeRs and multiple crystal structures are available, fundamental questions regarding their cellular and ecological function or even their taxonomic distribution remain unresolved. Here, we investigated HeR function and distribution using genomic/metagenomic data with protein domain fusions, contextual genomic information, and gene coexpression analysis with strand-specific metatranscriptomics. We bring to resolution the debated monoderm/diderm occurrence patterns and show that HeRs are restricted to monoderms. Moreover, we provide compelling evidence that HeRs are a novel type of sensory rhodopsins linked to histidine kinases and other two-component system genes across phyla. In addition, we also describe two novel putative signal-transducing domains fused to some HeRs. We posit that HeRs likely function as generalized light-dependent switches involved in the mitigation of light-induced oxidative stress and metabolic circuitry regulation. Their role as sensory rhodopsins is corroborated by their photocycle dynamics and their presence/ function in monoderms is likely connected to the higher sensitivity of these organisms to light-induced damage. IMPORTANCE Heliorhodopsins are enigmatic, novel rhodopsins with a membrane orientation that is opposite to all known rhodopsins. However, their cellular and ecological functions are unknown, and even their taxonomic distribution remains a subject of debate. We provide evidence that HeRs are a novel type of sensory rhodopsins linked to histidine kinases and other two-component system genes across phyla boundaries. In support of this, we also identify two novel putative signal transducing domains in HeRs that are fused with them. We also observe linkages of HeRs to genes involved in mitigation of light-induced oxidative stress and increased carbon and nitrogen metabolism. Finally, we synthesize these findings into a framework that connects HeRs with the cellular response to light in monoderms,activating light-induced oxidative stress defenses along with carbon/nitrogen metabolic circuitries. These findings are consistent with the evolutionary, taxonomic, structural, and genomic data available so far. |
| Klíčová slova oddělená středníkem | Heliorhodopsin;Metagenomics;Oxidative stress;Rhodopsins |
| Stránka www, na které se nachází výsledek | https://doi.org/10.1128/mSphere.00661-21 |
| DOI výsledku | 10.1128/mSphere.00661-21 |
| Odkaz na údaje z výzkumu | - |
Údaje o výsledku v závislosti na druhu výsledku
| Název periodika | mSphere |
|---|---|
| ISSN | 2379-5042 |
| e-ISSN | 2379-5042 |
| Svazek periodika | 6 |
| Číslo periodika v rámci uvedeného svazku | 6 |
| Stát vydavatele periodika | US - Spojené státy americké |
| Počet stran výsledku | 13 |
| Strana od-do | e00661 |
| Kód UT WoS článku podle Web of Science | 000758156500001 |
| EID výsledku v databázi Scopus | 2-s2.0-85122179055 |
| Způsob publikování výsledku | A - Open Access |
| Předpokládaný termín zveřejnění plného textu výsledku | - |
Ostatní informace o výsledku
| Předkladatel | Biologické centrum AV ČR, v. v. i. |
|---|---|
| Dodavatel | AV0 - Akademie věd České republiky (AV ČR ) |
| Rok sběru | 2022 |
| Specifikace | RIV/60077344:_____/21:00553274!RIV22-AV0-60077344 |
| Datum poslední aktualizace výsledku | 02.05.2022 |
| Kontrolní číslo | 192343487 ( v1.0 ) |
Informace o dalších výskytech výsledku dodaného stejným předkladatelem
| Dodáno GA ČR v roce 2022 | RIV/60077344:_____/21:00553274 v dodávce dat RIV22-GA0-60077344 |
|---|
Informace o dalších výskytech výsledku dodaného ostatními předkladateli
| Dodáno MŠMT v roce 2022 | RIV/60076658:12310/21:43903850 v dodávce dat RIV22-MSM-12310___ předkladatelem Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích / Přírodovědecká fakulta |
|---|
Odkazy na výzkumné aktivity, při jejichž řešení výsledek vznikl
| Podpora / návaznosti | Institucionální podpora na rozvoj výzkumné organizace |
|---|