Replication and transcription of bacteriophage ø29 DNA



Group leader: Margarita Salas Falgueras,
Scientific Staff: Ana Inmaculada Camacho Pedrero, Miguel De Vega José,
Postdoctoral Fellows: Mario Mencia Caballero,
Graduate Students: David Ballesteros Plaza, Isabel Maria Holguera Lopez,
Technical Assistance: José Mª Lázaro Bolos, Angeles M. Villarraso, Laurentino Villar García,



Research Summary

We have continued with the study of the structural and functional bases of the mechanism of ø29 DNA replication initiated by TP-priming. ø29 DNA polymerase residue Tyr148 has a functional role in primer-terminus stabilization at the 3’-5’ exonuclease active site and Val250 has a role as metal-dNTP complex ligand and in protein-primed initiation. We have shown the involvement of the TPR2 subdomain movement in the activities of the DNA polymerase in TP-DNA replication and in circular DNA replication. By using optical tweezers we have analyzed the dynamics of the communication between the polymerization and exonuclease activity of the ø29 DNA polymerase. We have constructed chimerical ø29 DNA polymerases with improved DNA amplification performance by fusion of DNA binding motifs. We have shown that the ø29 TP directs early organization of ø29 DNA replication at the bacterial nucleoid recruiting the phage DNA polymerase. Later on, both proteins, as well as ø29 protein p16.7, form helical structures at the periphery of the infected cells dependent on the three MreB actin-like cytoskeleton proteins. These proteins are required for the efficient replication of ø29 DNA. We have characterized an AP endonuclease activity in the B. subtilis DNA polymerase X that enables the latter to recognize, incise and further repair abasic sites.
In the study of the control of transcription of ø29 DNA we have shown the formation of a nucleoprotein-hairpin and its role in transcription regulation. On the other hand, the heterogeneous expression of B. subtilis protein Spo0A during logarithmic growth mediated by Kinc/D proteins is responsible of the partial suppression of ø29 development. In addition, Spo0A suppresses differentially the development of phages ø29 and Nf due to a smaller effect on the transcription and replication of Nf DNA.





Figure 1. Modeling of the chimerical DNA polymerase. The figure represents the structural model of a (HhH)2 domain (colored in cyan) joint through a linker peptide (in dark blue) to the C-terminus of ø29 DNA polymerase (colored in violet).




Figure 2.ø29 terminal protein (TP) localizes at the bacterial nucleoid. YFP, DAPI staining and merged images of typical Bacillus subtilis cells expressing a xylose-induced YFP-TP fusion protein analyzed 30 min after addition of the inductor.
 

Publications

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Awards

Profesora Honoraria de la Universidad Autónoma de Madrid (2008-2009 y 2009-2010).
Académica de Honor de la Academia Malagueña de Ciencias (2009– ).
Nombrada Embajadora Honoraria de la Marca España (EHME) en la categoría de Ciencia e Innovación por el Foro de las Marcas Renombradas (2009– ).
Premio a “Toda una vida profesional” de la Fundación Mapfre (2009).
Calle “Margarita Salas” de Arroyo de la Encomienda de Valladolid (2009).
Miembro del Comité Asesor Internacional Campus de Excelencia de la Universidad de Oviedo (2009–).
Miembro del Comité Asesor Internacional del Instituto de Medicina Predictiva y Personalizada del Cáncer (IMPPC) (2009– ).
Doctora Honoris Causa por la Universidad de Málaga (2009).
Medalla de Oro del Colegio Oficial de Veterinarios del Principado de Asturias (2009).
Miembro del Comité Científico Externo del Instituto de Investigación Sanitaria de la Fundación Jiménez Díaz (IIS-FJD) (2009–).
Socia de Honor de Compromiso Asturias XXI (2009-).
Miembro de la Junta Consultiva de la Universidad de Oviedo (2007-2010).
Nombrada Académica de Honor de la Academia Canaria de Ciencias, Santa Cruz de Tenerife (2009–).
Premio Personaje 50Plus de la Fundación Bayard (2010).
Premio Especial del Jurado “Salud y Bienestar” de la Fundación Pilates (2010).
Presidenta del Real Patronato de la Biblioteca Nacional de España (2010).

Margarita Salas.
?    Académica de Honor de la Real Academia de Ciencias Veterinarias (2007–).
?    Presidenta del Jurado de los Premios “Íñigo Álvarez de Toledo”. Madrid (2007)
?    Distinción Aulas con nombre de mujer “Margarita Salas” de la Concejalía de la Mujer del Excmo. Ayuntamiento de Alhaurin de la Torre de Málaga (2007).
?    Beca de Honor “Fernando Abril Martorell” Fundación de la Universidad Carlos III de Madrid (2007).
?    Miembro de la Junta Consultiva de la Universidad de Oviedo (2007–)
?    Miembro de la National Academy of Sciences of USA (2007–).
?    Instituto de Enseñanza Secundaria de Villanueva de la Torre “NEWTON-SALAS” (2007).
?    Premio Especial a la Investigación Científica a la Trayectoria Vital y Profesional concedido por la Sociedad Española del Dolor (2007).
?    Distinción Centro de Educación Infantil y Primaria “Margarita Salas” Arroyo de la Encomienda. de Valladolid (2007).
?    Miembro del Comité Científico Externo del Instituto Aragonés de Ciencias de la Salud (2008–).
?    Legado en la Caja de las Letras en el Instituto Cervantes (2008).
?    Distinción Laboratorio de Biología y Geología “Margarita Salas” IES Las Lomas, Alicante (2008).
?    XII Premio “Purificación Tomás” concedido por la Agrupación Municipal Socialista de Oviedo a los logros conseguidos en el ámbito científico. Oviedo (2008).
?    Miembro Comité Científico del III Congreso Interuniversitario de Biotecnología. León (2008).
?    Nombrada por SSMM El Rey Juan Carlos, Marquesa de Canero por su valiosa entrega a la investigación científica sobre Biología Molecular (2008).
?    Miembro del Patronato de la Fundación Duques de Soria (2008–).
?    Miembro del Consejo Científico Asesor del Cento de Investigación Príncipe Felipe (2008–).
?    Presidenta del Jurado de los Premios “Íñigo Álvarez de Toledo”. Madrid (2008).
?    XL Lección Conmemorativa Jiménez Díaz (2008).
?    Distinción “Centro de Educación de Personas Adultas Margarita Salas” Cabezón de la Sal. Cantabria (2008).
?    Miembro del Comité Científico del Proyecto Consolider en Nanociencia Molecular del Institut de Ciéncia Molecular de la Universidad de Valencia (2008– )
?    Premio de la Asociación de Directivos de Comunicación y la Asociación de la Prensa de Madrid (DIRCOM) en reconocimiento a su trayectoria profesional en investigación y ciencia. (2008).
?    Residenta de Honor Residencia Alfonso VIII de Valladolid. (2008).


Doctoral Theses

LAURA PEREZ GARCÍA (2007) Especificidad en la interacción de la proteína p4 con el DNA y formación del complejo regulador de la transcripción del bacteriófago ø29. Director Tesis: Ana Camacho. Universidad Autónoma de Madrid.

MARTIN ALCORLO PAGÉS  (2007) Estudio de la interacción de la proteína p6 con el DNA del bacteriófago ø29 de Bacillus subtilis. Director Tesis: José M. Hermoso. Universidad Autónoma de Madrid.

VIRGINIA CASTILLA LLORENTE (2008) Estudio de los mecanismos moleculares responsables de la adaptación del desarrollo de los bacteriófagos ø29 y Nf al estado fisiológico de la célula de Bacillus subtilis infectada. Director Tésis: Wilfried J.J. Meijer. Universidad Autónoma de Madrid.

PATRICIA PEREZ ARNAIZ (2008). Relación estructura-función en la DNA polimerasa del bacteriófago ø29. Papel del dominio intermedio de la proteína terminal en el reconocimiento específico de la DNA polimerasa. Director Tesis: Miguel de Vega. Universidad Autónoma de Madrid.

ELISA LONGÁS TORNÉ. (2008). Caracterización funcional de las DNA polimerasas de los bacteriófagos Nf y GA-1. Estudio del mecanismo de iniciación de la replicación con proteína terminal. Directores Tesis: Margarita Salas y Miguel de Vega. Universidad Autónoma de Madrid

Other activities

PATENTES/PATENTS

Método para la replicación, amplificación o secuenciación de un ADN molde. Inventores: Margarita Salas Falgueras, Miguel de Vega José, José Mª Lázaro Bolós, Luis Blanco Dávila, Mario Mencía Caballero. Fecha: 2 de Julio, 2009
Número de Patente: P200930412 Licenciada a X-Pol Biotech, S.L.
 
Quimera de ADN polimerasa del fago ø29. Inventores: Margarita Salas Falgueras, Miguel de Vega José, José Mª Lázaro Bolós, Luis Blanco Dávila, Mario Mencía Caballero. Fecha: 2 de Julio, 2009
Número de Patente: P200930413. Licenciada a X-Pol Biotech, S.L.
 


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